KR101727517B1 - 이동 가능한 장치 및 그 충전 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 카트 또는 트롤리들과 같은 이동 가능한 장치들을 충전하기 위한 장치 및 방법을 기재한다. 각각의 이동 가능한 장치는 충전부, 및 상기 충전부에 결합된 충전 연결기를 포함하고, 상기 충전 연결기는 일단에 수형 플러그, 타단에 암형 소켓, 그리고 두 개의 상호 연결된 전극들을 포함한다. 트롤리와 같은 장치들이 일 열로 있을 때, 뒤에 있는 장치의 연결기의 수형 플러그는 앞에 있는 장치의 연결기의 암형 소켓에 연결됨으로써, 복수의 이동 가능한 장치들이 서로 일렬로 연결되고 동시에 충전될 수 있다. 상기 방법은 각각의 연결기들과 복수의 장치들을 일렬로 연결함으로써 상기 장치들이 동시에 충전될 수 있도록 한다. 본 발명에 따르면, 복수의 이동 가능한 장치들이 동시에 충전될 수 있고, 충전 과정이 단순화됨으로써, 이동 가능한 장치들의 활용과 안전성을 높이고 유지 비용을 줄여준다.

Description

이동 가능한 장치 및 그 충전 방법{MOBILE DEVICE AND CHARGING METHOD THEREFOR}
본 발명은 일반적으로 전자 유닛들이 구비된 이동 가능한 장치들에 관한 것으로, 더 구체적으로는, 재충전 가능한 전자 유닛들이 구비된 이동 가능한 장치들 및 그 충전 방법에 관한 것이다.
비즈니스 및 공공 서비스가 발달함에 따라, 사용자가 원활히 자신의 짐과 물건들을 운반할 수 있는 트롤리(trolley)나 짐 수레(luggage barrow) 등과 같은 이동 가능한 장치들이 쇼핑몰, 슈퍼마켓, 및 공항 등의 공공 장소에서 널리 사용되어 왔다. 사용자들이 소비에 대한 정보나 그 외 관련 정보에 용이하고 시의적절하게 접근하도록 하기 위해, 종래 트롤리 및 짐 수레에는 전자 재생 장치들이 설치됨으로써 사용자들이 정보를 얻고 상인들이 위치 정보, 네비게이션 정보, 광고 정보 및 그 외 관련 정보를 재생할 수 있도록 한다. 그러나, 종래의 트롤리를 충전하기 위해서는 고정식 외부 전원 플러그에 의존해야 하기 때문에, 동시에 충전할 수 있는 트롤리의 개수는 외부 전원 플러그의 개수의 제한을 받는다. 트롤리들이 수천 개 있는 넓은 공공 장소의 경우, 많은 수의 트롤리들을 동시에 충전하는 것이 어려운 불편함이 있다.
또한, 트롤리나 짐 수레에 노출된 전원 포트는 안전상 불리하며, 작동에도 불편함을 초래한다.
또한, 종래의 충전 방식은 많은 수의 고정 외부 전원 플러그들을 요구하기 때문에 관리가 불편하고 비경제적이다.
[특허문헌 1] 중국실용신안공보 CN201839051U (2011.05.18) [특허문헌 2] 중국실용신안공보 CN202159803U (2012.03.07)
따라서, 본 발명의 목적은 상술한 종래 기술의 적어도 하나의 문제점을 해결할 수 있는 재충전 가능한 이동 가능 장치들 및 그 충전 방법을 제공하는 것이다.
일 측면에 따르면, 본 발명은 이동 가능한 장치들의 충전 방법을 제공할 수 있다. 각각의 이동 가능한 장치는 몸체, 상기 몸체에 장착된 충전부, 그리고 상기 몸체에 장착되고 상기 충전부에 결합된 충전 연결기를 포함한다. 이러한 방법은 복수의 이동 가능한 장치들을 가장 앞에 위치한 DC 전원으로부터 일렬로 연결하고, 상기 충전 연결기들이 직렬로 연결되도록 함으로써, 상기 복수의 이동 가능한 장치들이 동시에 충전되도록 한다. 이에 따라, 다수의 고정 외부 전력 공급 포트를 제공할 필요가 없어짐으로써, 많은 공간과 장비 비용을 줄일 수 있다.
본 방법은 상기 이동 가능한 장치들에 의해 각각의 충전부들을 통해 전력 버스 전류를 검출하고, 다음 이동 가능 장치들이 우선적으로 충전되도록 검출 결과에 따라 충전 전류를 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
DC 전력의 부하 용량은 일반적으로 제한적이기 때문에, 동시에 충전할 수 있는 이동 가능한 장치의 개수도 제한적이다. 본 발명의 방법에 따르면, 직렬로 연결된 복수의 이동 가능한 장치들이 동시에 충전되는 경우, 열에서 맨 끝에 있는 이동 가능한 장치(푸시카트나 트롤리)가 우선적으로 충전되도록, 나중에 합류한 이동 가능한 장치들이 먼저 충전된다. 이러한 방법은 열에서 맨 끝에 있는 트롤리를 먼저 꺼내서 사용하는 일반적인 상황에 적합하다. 또한, 본 발명의 방법에 따르면, 관리 직원은 충전 가능한 이동 가능한 장치들의 개수의 제한을 걱정하지 않아도 된다. 즉, DC 전력 공급의 부하 용량이 재충전 가능한 장치들에게 충분한 충전 전류를 제공할 수 있을지 걱정하지 않아도 된다.
실시 예에 따라, 충전 연결기는 절연 하우징(insulated housing), 절연 하우징 일단에 수형 플러그(male plug) 및 타단에 암형 소켓(female socket), 그리고 상기 하우징 안에 마련되고 한 쌍의 수형 플러그와 암형 소켓 사이에 전기적으로 연결된 전극 슬라이스(slice)를 포함한다. 이때, 상기 수형 플러그와 암형 소켓은 각각 전극을 포함한다.
복수의 이동 가능한 장치들이 일 열로 있을 때, 뒤에 있는 이동 가능한 장치의 연결기의 수형 플러그는 앞에 있는 이동 가능한 장치의 연결기의 암형 소켓에 결합됨으로써, 상기 복수의 장치들의 충전부들이 일렬로 연결되고 충전되도록 한다.
이를 통해, 상기 복수의 장치들은 하나의 외부 전력 공급 포트만으로 동시에 충전이 가능하게 되어, 경제적으로 효율적이다.
실시 예에 따라, 충전부는 버스 전류 검출부를 포함하고, 상기 방법은 버스 전류 검출부에 의해, 이동 가능한 장치의 충전부의 버스 전류가 DC 전원의 부하 전류 한계에 도달 또는 접근한 것이 검출되면, 이동 가능한 장치의 충전부에서 충전 전류를 차단하는 단계를 포함한다. 따라서, 이동 가능한 장치들의 열의 맨 마지막 장치는 항상 우선적으로 충전되어 있어서, 맨 마지막 이동 가능한 장치를 사용하기 위해 꺼내면 최대한으로 충전되어 있을 것이기 때문에, 관리 직원은 DC 전원의 부하 용량이 재충전 가능한 장치들에게 충분한 충전 전류를 제공할 수 있을지 걱정할 필요가 없다. 즉 충전할 수 있는 이동 가능한 장치들의 개수의 제한에 대해서 걱정하지 않아도 된다.
또 다른 측면에 따르면, 본 발명은 몸체, 상기 몸체에 장착된 충전부, 그리고 상기 몸체에 장착되고 상기 충전부에 결합된 충전 연결기를 포함하는 이동 가능한 장치를 제공할 수 있다. 상기 충전 연결기는 일단에 수형 플러그, 타단에 암형 소켓, 상호 연결되고 상기 연결기 안에 배치되는 두 개의 전극들을 포함한다. 이동 가능한 장치들이 일 열로 있을 때, 뒤에 있는 이동 가능한 장치의 연결기의 수형 플러그는 앞에 있는 이동 가능한 장치의 연결기의 암형 소켓에 연결됨으로써, 상기 복수의 장치들은 일렬로 연결되고 충전될 수 있다.
트롤리와 같은 복수의 이동 가능한 장치들이 동시에 직렬로 연결되면, 상기 트롤리들은 일 열로 빽빽하게 배치될 수 있고, 편리하게 동시 충전될 수 있다. 또한, 동시 충전 시 LIFO (후입선출) 방식에 따라 후에 배치된 이동 가능한 장치(가령 푸시카트나 트롤리)가 항상 우선적으로 충전됨으로써, 공공 장소에서의 많은 수의 이동 가능한 장치들을 동시에 충전하고 사용할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 예들을 첨부된 도면을 참조로 예를 들어 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른, 트롤리들을 동시에 충전하는 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 전자 유닛을 구비한 트롤리를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른, 충전 연결기를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 충전 연결기의 내부 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 도 3에 도시된 충전 연결기들 사이의 연결, 그리고 외부 충전 전력을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른, 동시 충전 방법에 사용된 AC-DC 변환부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 AC-DC 변환부의 암형 소켓들을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른, 동시 충전 방법에서 일 열로 트롤리들을 배열하는 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
도시 및 이해의 목적으로, 이어질 실시 예들에서는 이동 가능한 장치로 트롤리를 예로 들어 설명할 것이다. 당업자라면 본 발명의 실시 예들이 트롤리와 유사한 그 외 다른 이동 가능한 장치에도 적용 가능하다는 것을 이해할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른, 이동 가능한 장치들(예: 트롤리)을 동시에 충전하는 방법을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 각각의 블록(101, 102, 103) 등은 트롤리의 충전부를 나타낸다. 각각의 충전부는 버스 전류 검출부(1011, 1021, 1031) 등, 제어식 DC 전압부(1012, 1022, 1032) 등, 전지 충전 관리 회로(1013, 1023, 1033) 등, 그리고 재충전 가능한 전지(1014, 1024, 1034) 등을 포함한다. 각각의 유닛은 동일하게 구성될 수 있다. 재충전 가능한 전지는 리튬 배터리일 수 있다.
가령, 충전부(101)는 종래 방식으로 연결될 수 있는 버스 전류 검출부(1011)를 포함한다. 가령, 전류 검출부는 홀 전류 센서(Hall current sensor), A/D 입력단을 갖는 MCU, 및 주변 회로로 이루어질 수 있다. 측정할 외부 전류 경로를 연결하기 위한 홀 전류 센서의 두 개의 핀(IP+, IP-)들은 현재의 트롤리를 충전하기 위한 전력 버스의 동일한 전극(양극 또는 음극)의 수형 플러그와 암형 소켓 사이에서 직렬로 연결된다. 이러한 경우, 홀 전류 센서의 금속 전극들에 연결된 수형 플러그와 암형 소켓은 단절되어야 한다. 홀 전류 센서는 센서에 흐르는 버스 전류를 검출함으로써 상기 센서의 차단된 출력 포트들로부터 검출된 전력 버스 전류의 크기에 상응하는 전압을 출력하고, 이는 MCU의 A/D 입력단으로 입력된 후 종래의 처리 프로그램에 의해 더 처리되도록 MCU의 A/D 변환 회로에 의해 변환됨으로써, 이 트롤리 충전을 위한 전력 버스를 흐르는 전류의 구체적인 값을 획득한다.
검출된 현재 트롤리의 유닛의 전력 버스를 통해 흐르는 전류 값은 이 트롤리 뒤에 있는 모든 트롤리들을 통해 흐르는 총 충전 전력 전류 값이다.
검출된 전류 값이 전력 공급의 한계 전류에 매우 가까운 경우, 현재 트롤리의 충전부에 아직 전력이 공급되는 중이면, 전력 공급에 대한 과부하 보호를 일으켜서, 일렬로 있는 모든 트롤리들이 충전될 수 없다. 그러면 MCU는 DC 전압부를 꺼서 작동을 멈추기 위해, 제어식 DC 전압부의 EN 제어 입력에 연결된 I/O 포트를 통해 제어 신호를 출력할 것이다. 그 결과, 이 트롤리 뒤에 있는 모든 트롤리들의 충전 전력 공급을 확보하기 위해 이 트롤리의 충전부의 전원은 차단되게 된다.
MCU에 의해 획득된 트롤리의 전력 버스 충전 전류 값이 기설정 값 미만인 경우, 즉, 이어지는 트롤리들의 개수(따라서, 총 충전 전류)가 충전 전력의 총 출력 전류에서 현재 트롤리의 정격 충전 전류를 뺀 값일 수 있는 기설정 기준에 도달하지 않아서, 현재 트롤리의 충전 전류의 중첩으로 인한 충전 전력의 과부하 보호가 일어나지 않은 경우, MCU는 DC 전압부가 전압 저감 모드에서 작동을 시작하도록 하기 위해, 제어식 DC 전압부의 EN 제어 입력에 결합된 I/O 포트를 통해 제어 신호를 출력함으로써, 현재 트롤리의 충전 관리부에는 +5V의 전원이 제공될 것이고, 그런 다음 이 트롤리의 충전이 시작될 것이다.
홀 전류 검출 요소는 ALLEGRO 사의 제품들을 사용할 수 있는데, 그 구체적인 모델은 충전할 DC 전력에 의해 제공될 수 있는 최대 전류에 따라 결정될 수 있다. 최대 전류가 40A인 경우, 가령 상기 회사의 ACS758XCB 시리즈의 ACS758LCB-050B-PFF-T가 선택될 수 있고, 그것의 검출된 전류 값 범위는 -50A 내지 +50A가 된다. MCU는 A/D 입력 포트가 RENESAS인 RL78 시리즈 칩을 선택할 수 있다.
또한, 현재 검출부는 고정밀 전압 비교기 및 그 주변 회로들에 의해서도 구현될 수 있다. 트롤리들이 연결되고 동시에 충전되면, 각각의 트롤리의 바닥에는 트롤리에 전력을 공급하기 위한 두 개의 금속 전극(양, 음)이 배치된다. 각각의 금속 전극은 수형 플러그와 암형 소켓을 구비한다. 같은 전극에서 수형 플러그와 암형 소켓 사이에는 일정한 간격이 있어서, 특정한 고유 저항을 형성한다. 큰 전류가 전극들 사이를 흐르면, 동일한 전극의 수형 플러그와 암형 소켓 사이에 특정한 전압 차가 발생한다. 따라서 동일한 전극의 수형 플러그와 암형 소켓 사이의 전압을 검출 및 비교함으로써 전극의 버스 전류를 간접적으로 판단할 수 있다. 전극의 고유 저항은 유한하므로, 큰 전류가 동일한 트롤리의 동일한 전극을 지나가도, 이 전극의 두 단(수형 플러그와 암형 소켓) 사이의 전압 차는 전력 버스에 대해 매우 낮다. 따라서, 고정밀 전압 비교기를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 전극의 두 단(수형 플러그와 암형 소켓)은 주변 회로를 통해 비교기의 두 개의 입력들에 각각 결합되고, 제어식 DC 전압 변환의 EN 입력은 비교기로부터의 신호 출력에 의해 제어된다. 이러한 방식으로, 버스 전류 검출에 의해, 현재 트롤리의 충전부에 대한 전원 공급을 제어할 수 있다.
본 실시 예에 따르면, 제1 트롤리의 충전 연결기의 수형 플러그는 AC/DC 변환부의 매칭되는 암형 소켓(1500W, 2000W 또는 3000W)으로 삽입되어 이를 통해 전력공급과 연결된다.
제어식 DC 전압부(1012)의 입력은 수형 플러그 근처의 배치(batch) 충전 전력 버스의 전극에 결합된다. 재충전 가능한 배터리(1013)는 제어식 DC 전압부(1012)의 전압 출력과 암형 소켓 근처의 전력 버스의 또 다른 전극 사이에서 연결된다. 제어식 DC 전압부(1012)는 넓은 범위의 입력 전압을 운용하고 그 주변 회로와 함께 큰 부하 전류를 제공할 수 있는 EN 제어 포트를 구비한 DC 전압 변환 칩에 의해 실행될 수 있다. 또는, 제어식 DC 전압부(1012)는 넓은 범위의 입력 전압에서 운용하고 그 주변 회로와 함께 큰 부하 전류를 제공할 수 있는 EN 제어 포트를 구비한 DC 전압 제어부에 의해 구현될 수 있다.
전압 변환 칩의 작동 전압 또는 DC 전압부의 전압 변환 제어기의 특정 범위는 전력 공급 앞단의 DC 전력의 실질적으로 선택된 출력 전압에 따라 결정된다. 가령, DC 전력의 출력 전압은 DC7.5V, DC12V, DC24V 및 DC27.5 중에서 선택될 수 있다. 하나의 트롤리를 충전하는데 필요한 최대 지속 부하 전류가 4.2A/5V일때, DC5.5V 내지 DC36V의 입력 전압을 갖는 DC 변환 칩이 사용될 수 있고, 지속적인 출력 부하 전류는 적어도 5A에 도달할 수 있고, 출력 전압은 특정 범위 내에서 조정 가능하다. 어떤 전압 변환 칩들은 가령 TI Co.의 TPS540 또는 RICHTEK Co.의 RT8279로 구현될 수 있다.
충전 관리 회로는 SHENZHEN HUATAI ELECTRONICS Co.의 HB6293A 시리즈 칩과 같은 충전 처리 제어 기능을 구비한 리튬 배터리 충전 관리 IC에 의해 구현될 수 있다. 이러한 칩들은 선충전, 정전류 충전, 및 정전압 충전 과정에 대한 관리 및 제어를 비롯한, 리튬 배터리 충전에 필요한 모든 충전 과정들의 관리 및 제어를 통합한다.
도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 트롤리들 각각의 충전부로 구성된 회로는 본 발명의 배치 충전 방법에서 전력 버스의 두 개의 전극들 사이에서 평행하게 연결된다.
도 2는 바닥에 충전 연결기가 장착된 트롤리의 일 실시 예를 도시한 도면이다. 도 3은 이러한 트롤리의 충전 연결기의 일 실시 예를 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 충전 연결기(30)는 절연 하우징(35), 두 개의 수형 플러그(31, 31'), 및 두 개의 암형 소켓(32, 32')들을 포함한다. 전극(33)이 수형 플러그(31)에 제공되고, 전극(33')이 수형 플러그(31')에 마련된다. 한편, 암형 소켓(32 또는 32')은 플러그를 수용하기 위해 수형 플러그(31 또는 31')의 형태에 상응하는 형태의 개구부를 구비한다. 충전부의 전도성 와이어는 하우징(35)에 형성된 포트(351 및 351')들을 통해 충전 연결기(30)에 접속한다.
도 4에서는 충전 연결기(30)의 내부 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 서로 절연되는 두 개의 구리-도금된 전극 슬라이스(34 및 34')들이 충전 연결기(30)의 하우징(35) 안에 형성된다. 구리-도금된 전극 슬라이스(34)는 3자 접촉을 위해 일단은 전극(33)에 연결되고, 타단은 리드(reed) 전극(321)에 연결된다. 구리-도금된 전극 슬라이스(34')는 3자 접촉을 위해 일단은 전극(33')에 연결되고, 타단은 리드(reed) 전극(321')에 연결된다. 각각의 리드 전극(321 및 321')은, 구리-도금된 전극 슬라이스에 연결된 바닥단과 상기 바닥단의 중간 부분과 두 개의 측면에서 각각 연장형성되는 탄성 리드(reed)들을 포함한다. 리드 전극(321)의 세 개의 탄성 리드들은 수형 플러그(31)의 전극(33)과 매칭됨으로써, 또 다른 트롤리의 충전 연결기 상의 수형 플러그가 현재 트롤리의 암형 소켓 안에 삽입되면, 세 개의 리드 전극들이 그 안에 삽입된 수형 플러그의 전극을 클램프로 고정시켜서 전기적 연결을 형성한다. 두 개의 수형 플러그(31 및 31')들의 전극들은 서로로부터 절연되며, 두 개의 암형 소켓(32, 32')의 전극들도 마찬가지이다.
가령 충전부(101)의 전도성 와이어가 삽입될 수 있는 연결 나사 구멍(341, 341')들이 구리-도금된 전극 슬라이스(34, 34')들 상에 제공된다. 연결 나사 구멍(341, 341')들은 전도성 와이어들이 삽입될 수 있도록 하우징(35)의 포트(351, 351')들과 연통된다.
충전 연결기(30)와 하우징(35)의 내부는, 충전 연결기가 더 강해질 수 있도록, 통합되는 것이 바람직하다.
당업자들이라면, 전력 버스들이 직렬로 연결되도록 하기 위해 충전 연결기들을 직렬로 연결함으로써 트롤리들의 전기 연결이 이루어지지만, 트롤리들의 충전 부들은 직렬로 연결된 충전 전력 버스들(도 1 참조) 사이에서 평행하게 연결된다는 것을 이해할 것이다. 트롤리의 충전 전력 버스 구간은 전력 공급을 해당 트롤리의 충전부에 연결하기 위한 연결 노드이다. 몇몇 트롤리들을 이렇듯 직렬로 연결하는 것은 몇몇 개별 충전부들이 전력 버스들에 평행하게 연결되도록 한다.
도 5에서는 몇몇 트롤리들이 일렬로 연결되었을 때 충전 연결기들이 직렬로 연결되고 전력 공급 포트에 결합된 것을 도시하고 있다. 도 5에 따르면, 전력 공급 포트는 종래의 AC/DC 변환부(50)(가령 1500W, 2000W, 또는 3000W)를 통해 제1 트롤리의 충전 연결기(30)와 연결된다.
도 6은 AC/DC 변환부(50)의 외부 구성을 개략적으로 도시한 도면들이다. 도 6(a)는 껍데기(shell, 500)가 있는 경우이고, 도 6(b)는 껍데기(500)가 없는 AC/DC 변환부(50)를 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 상기 AC/DC 변환부(50)는 암형 소켓(501), AC/DC 변환 모듈(504), 스위치(502), 및 지시등(indicator light, 503) 등을 더 포함한다. AC/DC 변환 모듈로는 최대 전력 출력이 320W이고, DC 출력 전압이 DC7.5V, DC12V, DC24V 또는 DC27.5V인, 시중에 판매되고 있는 타이완 밍웨이사(TAIWAN MINGWEI Co.)의 SP-320 시리즈 등과 같은 것을 사용할 수 있다. 본 발명의 내용을 모호하게 하는 것을 방지하기 위해 상기 유닛에 대한 더 자세한 설명은 생략한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 암형 소켓(501)은 충전 연결기(30)의 암형 소켓과 동일한 구조를 가질 수 있다. 암형 소켓(501)은 충전 연결기의 수형 플러그를 수용하기 위해 수형 플러그의 형태에 상응하는 개구부(5011, 5011')들을 갖는다. 충전 연결기(30)의 암형 소켓에서의 리드 전극(321)과 동일한 구조를 갖는 리드 전극(521, 521')들은 두 개의 개구부(5011, 5011')에 각각 배치된다. 리드 전극(521, 521')들은 서로로부터 절연된 구리-도금된 전극 슬라이스(54, 54')들을 통해 AC/DC 변환부(50)의 DC 출력에 각각 결합된다.
이하, 본 발명의 일 실시 예에 따른, 배치(batch) 충전 방법을 설명한다.
복수의 트롤리들이 충전을 위해 일렬로 연결되면 (하나의 트롤리 충전의 경우도 원리가 같다), 각각의 트롤리의 전류 검출부는 이 트롤리의 바닥에 있는 전력 버스의 전류를 검출할 것이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 전극(충전 연결기)은 트롤리의 바닥에 배치된다. 즉, 전력 버스는 트롤리의 바닥에 배치된다.
버스 전류 검출부는 전력 버스 전류의 검출 결과에 따라 DC 전압 변환부의 작동 상태를 제어한다. 이 실시 예에서는, 지시기(indicator) "부하 한계 전류"가 사용된다. 이 지시기는 DC 전력의 출력에 의해 제공될 수 있는 최대 부하 전류를 일컫는다. 실제 부하 전류가 이 전력 공급의 최대 부하 전류 이하이면, DC 전력은 부하에 대해 전력을 공급할 수 있다. 실제 부하 전류가 전력 공급에 의해 제공될 수 있는 최대 부하 전류보다 크면, 전력 공급에서는 과부하 보호가 시작될 것이다. 그러면, 부하가 차단되어 충전되지 못하도록 전력 공급이 차단될 것이다. 도 1에 도시된 방법에 따르면, DC 전력에 가장 가까운 충전부에서 최대 전력 버스 전류가 검출될 것이다. 앞에서 해당 버스 전류 검출부에 의해 검출된 트롤리의 바닥의 전력 버스 전류가 부하 한계 전류 32V DC 전력에 도달하거나 근접하면, 다음 트롤리들에게 충분한 충전 전류가 제공될 수 있도록, 상기 트롤리의 DC 전압 변환 칩이 차단되고 충전 전류가 임시로 차단된다.
충전 과정은 기설정 파라미터들에 따라 충전 관리 칩에 의해 자동으로 관리 및 제어된다. 충전 관리 칩들은 서로 다른 기설정 값을 가질 수 있다. 가령, 배터리의 전압이 3V 미만이면, 충전 관리 칩은 일반적으로 기충전 상태에서 작동할 수 있고, 충전 전류는 충전 관리 칩의 주변 회로의 파라미터들을 변경시킴으로써 정전류 충전의 충전 전류의 약 20%가 되도록 제어될 수 있다. 배터리 전압이 3V보다 높도록 충전되면, 충전 관리 칩은 자동으로 정전류 충전 과정으로 이동할 수 있다. 정전류 충전 과정에서, 충전 전류는 일정하게 유지되고, 그 크기는 충전 관리 칩의 주변 회로의 관련 파라미터들을 설정함으로써 기설정될 수 있다.
배터리 전압이 기설정 풀 전압(리튬 배터리의 기설정 값은 4.2V일 수 있다)으로 충전되면, 충전 관리 칩은 자동으로 정전압 충전 과정으로 이동할 것이다. 정전압 충전 과정에서는, 충전 전압은 일정하고 충전 전류는 충전 과정 동안 점차 감소된다. 정전압 충전 전류가 정전류 충전 전류의 약 10%로 떨어지면, 충전 관리 칩은 중단 상태로 이동할 것이고, 이에 따라 충전 과정은 종료된다.
트롤리의 전류 검출부에 의해 검출된 트롤리의 전력 버스 충전 전류가 전력 공급의 부하 한계에 도달하거나 매우 근접하게 되면, 이 전류 검출부는 이 트롤리의 DC 전압부를 차단하기 위한 해당 신호를 출력할 것이고, 이 트롤리의 충전 전류는 잠시 차단됨으로써 이 트롤리 뒤의 모든 트롤리들이 자신들을 충전하기에 충분한 전류를 받을 수 있도록 할 것이다. 만약, 이번에 이 트롤리의 충전 관리 회로에 전력을 공급하기 위해, 즉 이 트롤리를 충전하기 위해 DC 전압 변환 칩이 개시되면, 그 충전 전류는 이 트롤리 뒤의 모든 트롤리들의 총 충전 전류에 중첩될 것이고, 이것은 DC 전력의 부하 한계를 초과하는 버스 전류를 제공할 것이다. 이러한 상황에서, DC 전력의 과부하 보호가 촉발되고 전력 공급이 차단됨으로써 충전하도록 연결된 모든 트롤리들에 대한 충전을 못하게 될 수 있다.
이 트롤리 뒤의 트롤리들을 충전하는 단계에서 정전압 충전 과정으로 이동한 후, 이 트롤리의 버스 전류는 잇달아 감소될 것이다. 이 트롤리 뒤의 모든 트롤리들의 충전 전류는 이 트롤리의 전력 버스의 금속 전극들을 통해 흐르고, 이에 따라 뒤에 있는 트롤리들의 충전 전류는 앞 트롤리의 버스 전류 검출부에 의해 검출될 수 있다. 정전류 충전 과정 동안, 앞 트롤리를 통해 흐르는 전력 버스의 전류에는 변화가 없는 반면, 특정 트롤리의 정전압 충전 과정 동안에는, 충전하는 동안 점차 감소될 것이고, 그 충전은 이 트롤리의 앞 트롤리의 버스 전류 검출부에 의해 검출될 것이다.
이 트롤리의 버스 전류 검출부에 의해 검출된 트롤리의 전력 버스 전류(충전 전류가 아닌)가 트롤리를 충전할 수 있는 전류로 떨어지면, 이 버스 탐지부는 그 DC 전압 변환이 DC 전압 저감 변환 상태로 작동하도록 제어하는 해당 신호를 출력함으로써, 충전 관리 회로(도 1에서 참조 부호 1013, 1023, 또는 1033로 표시된)가 배터리 충전 과정을 제어할 수 있는 +5V의 전력을 제공받을 수 있도록 한다. 도 1의 충전 관리 회로(1012, 1023, 1033)들은 이 트롤리의 재충전 가능한 배터리로의 전력 공급을 제어하기 위한 이 트롤리의 팔걸이(armrest) 부분의 전자 기기 안에 배치될 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시 예들에 대한 상술한 설명 및 도시는 본 발명의 예일 뿐이며, 도시 또는 설명한 정확한 세부 사항에 한정되지 않는다. 당업자가 사용 가능한 기술적 수단을 사용해 상술한 내용에 변경을 가해도 본 발명의 보호 범위 안에 해당할 것이다.
가령, 실시 예에 따라, AC/DC 변환부(50)는 리튬 배터리가 직접 충전될 수 있도록 5V 내지 6V을 직접 출력할 수 있다. 이를 통해, EN을 갖는 DC 전압 저감 칩은 각각의 트롤리 마다 필요하지 않으며, 제어식 전자 스위치로 대체할 수 있다.

Claims (11)

  1. 이동 가능한 장치를 충전하는 방법으로서,
    상기 이동 가능한 장치 각각은 몸체, 상기 몸체에 장착되며 버스 전류 검출부를 포함하는 충전부, 및 상기 몸체에 장착되고 상기 충전부에 결합된 충전 연결기를 포함하고,
    복수의 이동 가능한 장치를 일괄적으로 충전하기 위해 상기 충전 연결기를 통해 상기 복수의 이동 가능한 장치를 가장 앞에 위치한 DC 전원으로부터 일렬로 연결하는 단계와,
    상기 이동 가능한 장치 중 하나에 의해 충전부를 통해 흐르는 전력 버스 전류를 상기 버스 전류 검출부가 검출하는 단계와, 상기 검출 결과에 따라 다음 이동 가능한 장치가 우선적으로 충전되도록 충전 전류를 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 DC 전원으로부터 전달된 상기 이동 가능한 장치의 충전부의 버스 전류가 상기 DC 전원의 부하 전류 한계에 도달 또는 접근했다고 상기 버스 전류 검출부에 의해 검출되면, 상기 이동 가능한 장치의 충전부의 충전 전류가 차단되는 것을 특징으로 하는 이동 가능한 장치를 충전하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 충전 연결기는 일단에는 수형 플러그를, 타단에는 암형 소켓을, 그리고 상기 충전 연결기 안에는 두 개의 전극을 포함하고, 복수의 이동 가능한 장치가 한 줄로 배치되어 있을 때, 뒤에 있는 이동 가능한 장치의 충전 연결기의 수형 플러그는 앞에 있는 이동 가능한 장치의 충전 연결기의 암형 소켓에 연결됨으로써, 상기 복수의 이동 가능한 장치가 서로 일렬로 결합되고 충전되는 것을 특징으로 하는 이동 가능한 장치를 충전하는 방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    이동 가능한 장치의 충전부를 통해 흐르는 전력 버스의 전류는, 그 뒤의 모든 이동 가능한 장치의 충전부를 통해 흐르는 전력 버스의 전류인 것을 특징으로 하는 이동 가능한 장치를 충전하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 버스 전류 검출부는 홀 전류 센서(Hall current sensor)를 통해 버스 전류를 검출하거나 동일한 전극의 수형 플러그와 암형 소켓 사이의 전압을 검출 및 비교함으로써 상기 전극 상의 버스 전류의 크기를 판단하는 것을 특징으로 하는 이동 가능한 장치를 충전하는 방법.
  6. 이동 가능한 장치로서,
    몸체,
    상기 몸체에 장착된 충전부, 및
    상기 몸체에 장착되고 상기 충전부에 결합되며, 다른 이동 가능한 장치의 충전부와 결합될 수 있으며, 복수의 이동 가능한 장치를 일괄적으로 충전하기 위해 상기 복수의 이동 가능한 장치를 가장 앞에 위치한 DC 전원으로부터 일렬로 연결하는 충전 연결기를 포함하고,
    상기 충전부는 상기 충전부 내의 전력 버스 전류를 검출하고, 검출 결과에 따라 다음 이동 가능한 장치가 우선적으로 충전되도록 상기 이동 가능한 장치의 충전 전류를 제어하는 버스 전류 검출부를 포함하고,
    상기 DC 전원으로부터 전달된 상기 이동 가능한 장치의 충전부의 버스 전류가 상기 DC 전원의 부하 전류 한계에 도달 또는 접근했다고 상기 버스 전류 검출부에 의해 검출되면, 상기 이동 가능한 장치의 충전부의 충전 전류가 차단되는 것을 특징으로 하는 이동 가능한 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 충전 연결기는,
    절연 하우징;
    상기 절연 하우징의 일단에 형성된 수형 플러그 및 타단에 형성된 암형 소켓으로서, 상기 수형 플러그와 암형 소켓은 각각 전극을 구비하는, 수형 플러그 및 암형 소켓; 및
    상기 절연 하우징 안에 제공되고 한 쌍의 상기 수형 플러그와 암 플러그에 각각 전기적으로 연결된 전극 슬라이스를 포함하고,
    상기 이동 가능한 장치가 일 열로 연결될 때, 뒤의 이동 가능한 장치 상의 충전 연결기의 수형 플러그는 앞의 이동 가능한 장치 상의 암형 소켓에 연결됨으로써, 복수의 이동 가능한 장치가 충전을 위해 케스케이드 방식으로 연결되는 것을 특징으로 하는 이동 가능한 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 암형 소켓은 각각 리드(reed) 전극을 포함하고, 상기 리드 전극은 상기 전극 슬라이스에 전기적으로 연결된 바닥단과, 상기 바닥단의 중간 부분과 양측으로부터 각각 연장형성된 탄성 리드를 포함하고, 상기 탄성 리드는 상기 수형 플러그의 전극에 매칭됨로써, 다른 충전 연결기의 수형 플러그가 상기 암형 소켓 안에 삽입되면, 상기 리드 전극은 그 안에 삽입된 수형 플러그의 전극을 클램핑함으로써 전기적 연결을 형성하는 것을 특징으로 하는 이동 가능한 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 충전부는 상기 버스 전류 검출부로부터 제어 신호를 수신하고 상기 제어 신호에 따라 재충전 가능한 배터리에 충전 전류를 제공하는 제어식 DC 전압 저감부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 가능한 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 충전부는 상기 배터리에 대한 전력의 관리를 위한 배터리 충전 관리 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 가능한 장치.
  11. 삭제
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