KR101746418B1 - 운송수단의 방전 배터리 재충전용 점프 스타터 장치 - Google Patents

운송수단의 방전 배터리 재충전용 점프 스타터 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 운송수단의 방전 배터리 재충전용 점프 스타터 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 각종 전기전자 기기들이 차의 시동이 꺼진 후에도 작동이 되고 있는 추세에 따라 방전현상이 계속적으로 증가하고 있는 상황에서 기존의 휴대용 점프 스타터 장치에 비해 적은 개수의 전지를 사용하여 원가를 절감할 수 있으면서도 수초만에 충전을 완료할 수 있을 뿐만 아니라, 부피와 중량을 최소화할 수 있어 휴대성과 편의성을 극대화할 수 있는 운송수단의 방전 배터리 재충전용 점프 스타터 장치에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 1차 전지 또는 2차 전지 복수개가 전기적으로 병렬로 연결되어 운송수단의 방전 배터리 재충전을 위한 직류전원을 만들어내는 전지부; 전지부의 (+)단자 및 (-)단자와 전기적으로 연결되어 전지부로부터 출력되는 전원 의 전압을 특정값 이상으로 승압하는 승압회로부; 및 일측은 승압회로부와 전기적으로 연결되고 타측은 재충전 대상 배터리의 단자에 전기적으로 연결되는 연결단자를 포함하는, 운송수단의 방전 배터리 재충전용 점프 스타터 장치를 제공한다.

Description

운송수단의 방전 배터리 재충전용 점프 스타터 장치{omitted}
본 발명은 운송수단의 방전 배터리 재충전용 점프 스타터 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 각종 전기전자 기기들이 차의 시동이 꺼진 후에도 작동이 되고 있는 추세에 따라 방전현상이 계속적으로 증가하고 있는 상황에서 기존의 휴대용 점프 스타터 장치에 비해 적은 개수의 전지를 사용하여 원가를 절감할 수 있으면서도 수초만에 충전을 완료할 수 있을 뿐만 아니라, 부피와 중량을 최소화할 수 있어 휴대성과 편의성을 극대화할 수 있는 운송수단의 방전 배터리 재충전용 점프 스타터 장치에 관한 것이다.
자동차의 시동 및 전기장치 작동을 위해 배터리가 사용된다. 엔진 작동 중에는 발전기가 각 전장품에 전력을 공급하고, 엔진이 정지하고 있거나 시동할 때는 발전기가 작동하지 않는 관계로 배터리가 전력을 공급하게 된다.
자동차 배터리는 부하에 의해 방전이 발생할 수 있고, 무부하 상태에서도 장시간 방치되면 자기방전이 일어날 수 있다. 방전으로 인해 배터리 전력이 불충분할 경우 엔진 시동이 불가능하여, 별도의 외부전원을 이용하여 충전하여야 한다.
일반적으로 배터리 방전시 다른 차의 도움을 받거나 보험사의 긴급출동 서비스를 이용하고 있다. 도움을 받을 차량이 마땅치 않은 경우 다른 차의 도움을 받기 어렵고, 출퇴근 시간에 배터리 방전이 발생하는 경우 보험사의 충전차량이 도착하기까지 많은 시간이 소요될 수 있다.
이에 대한 대안으로 휴대용 배터리 충전기가 개발되어 출시되었다. 충전용 리튬 폴리머 배터리를 사용하여 배터리 충전기를 만들고, 이를 휴대하면서 차량용 배터리 방전시 사용하는 것이다. 이러한 제품들은 가격대가 대부분 고가로 형성되어 있고 충전에 최소 10분 이상의 시간이 소요되어 소비자들의 구매를 꺼리게 되는 요인으로 작용하고 있다.
한편, KR등록실용신안공보 제0257122호(2001.12.24.공고)에는 시중에 판매되고 있는 건전지를 이용한 비상용 자동차 배터리 충전기가 개시되어 있다. 상기 기술은 1.5V 건전지 9개를 직렬로 연결하여 13.5V를 만들고, 이를 다시 3번 병렬연결하여, 자동차의 시가젝에 꽂아 10~20분 정도 충전을 시켜 시동을 거는 방식이다. 소요되는 건진지의 수가 최소 27개가 소요되며, 대략 3A 정도의 전류를 만들어 낼 수 있다. 상기 기술의 경우에도 충전시간이 지나치게 길고, 소요되는 건전지의 개수가 너무 많은 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 특히 휴대가 가능하면서도 충전시간이 짧고 가격이 저렴한 방전 배터리 충전용 점프 스타터 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 운송수단의 방전 배터리 재충전용 점프 스타터 장치는 1차 전지 또는 2차 전지 복수개가 전기적으로 병렬로 연결되어 운송수단의 방전 배터리 재충전을 위한 직류전원을 만들어내는 전지부; 전지부의 (+)단자 및 (-)단자와 전기적으로 연결되어 전지부로부터 출력되는 전원의 전압을 특정값 이상으로 승압하는 승압회로부; 및 일측은 승압회로부와 전기적으로 연결되고 타측은 재충전 대상 배터리의 단자에 전기적으로 연결되는 연결단자를 포함한다.
또한, 전지부는 1차 전지 6~8개를 병렬로 연결하여 30A 이상의 직류전류를 만들어내고, 승압회로부는 12~48V의 직류전압을 출력할 수 있다.
또한, 승압회로부는 전지부의 (+)단자 측에 전기적으로 연결된 제1 저항, 제1 저항과 전지부의 (-)단자 사이에 전기적으로 연결된 제1 커패시터, 전지부의 (+)단자 측에 전기적으로 연결되되 제1 저항과 병렬로 연결된 인덕터, 인덕터에 전기적으로 연결된 제2 저항, 컬렉터 전극은 인덕터에 전기적으로 연결되고 베이스 전극은 제2 저항에 전기적으로 연결되며 이미터 전극은 전지부의 (-)단자 측에 전기적으로 연결되는 트랜지스터, 트랜지스터의 이미터 전극에 전기적으로 연결되는 제2 커패시터, 일측은 제2 저항과 트랜지스터의 베이스 전극 사이에 전기적으로 연결되고 타측은 전지부의 (-) 단자 측에 전기적으로 연결되는 제1 다이오드, 및 컬렉터 전극에 전기적으로 연결되는 제2 다이오드를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면 각종 전기전자 기기들이 차의 시동이 꺼진 후에도 작동이 되고 있는 추세에 따라 방전현상이 계속적으로 증가하고 있는 상황에서 기존의 휴대용 점프 스타터 장치에 비해 적은 개수의 전지를 사용하여 원가를 절감할 수 있으면서도 수초만에 충전을 완료할 수 있을 뿐만 아니라, 부피와 중량을 최소화할 수 있어 휴대성과 편의성을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 운송수단의 방전 배터리 재충전용 점프 스타터 장치의 블록도,
도 2는 도 1 중 승압회로부의 회로도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 운송수단의 방전 배터리 재충전용 점프 스타터 장치의 블록도이고, 도 2는 도 1 중 승압회로부의 회로도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 운송수단의 방전 배터리 재충전용 점프 스타터 장치는, 도 1 및 도 2를 참조하면, 전지부(2), 승압회로부(4), 및 연결단자(6)를 포함하여 이루어진다.
전지부(2)는 전지 복수개가 전기적으로 병렬로 연결되어 운송수단의 방전 배터리 재충전을 위한 직류전원을 만들어낸다. 전지로는 시중에서 구할 수 있는 1차 전지(건전지)가 사용될 수 있고, 충전이 가능한 2차 전지도 사용될 수 있다. 2차 전지가 사용될 경우에는 과충전과 과방전을 방지하기 위해 보호회로가 추가적으로 구비되는 것이 바람직하다.
일례로, 전지부(2)는 1.5V 전압을 갖는 1차 전지 6~8개를 병렬로 연결하여 구성할 수 있다. 1차 전지 복수개의 병렬연결을 통해 30A 이상의 직류전류를 만들어 냄으로써, 충전시간이 수 초에 불과하여 바로 운송수단의 시동을 걸 수 있다. 운송수단이 자동차인 경우 차량용 배터리는 대략 12V가 사용되고 있고, 향후 출시될 일부 모델의 자동차에는 48V가 사용될 예정이기도 한다. 따라서, 본 발명에서는 전압을 승압하기 위한 승압회로가 필요하다.
승압회로부(4)는 전지부(2)의 (+)단자 및 (-)단자와 전기적으로 연결되어 전지부(2)로부터 출력되는 전원의 전압을 특정값(예컨대 12~48V) 이상으로 승압한 후 연결단자(6)로 출력한다.
도 2를 참조하면, 승압회로부(4)는 전지부(2)의 (+)단자 측에 전기적으로 연결된 제1 저항(10), 제1 저항(10)과 전지부(2)의 (-)단자 사이에 전기적으로 연결된 제1 커패시터(12), 전지부(2)의 (+)단자 측에 전기적으로 연결되되 제1 저항(10)과 병렬로 연결된 인덕터(14), 인덕터(14)에 전기적으로 연결된 제2 저항(16), 컬렉터 전극(C)은 인덕터(14)에 전기적으로 연결되고 베이스 전극(B)은 제2 저항(16)에 전기적으로 연결되며 이미터 전극(E)은 전지부(2)의 (-)단자 측에 전기적으로 연결되는 트랜지스터(18), 트랜지스터(18)의 이미터 전극(E)에 전기적으로 연결되는 제2 커패시터(24), 일측은 제2 저항(16)과 트랜지스터(18)의 베이스 전극(B) 사이에 전기적으로 연결되고 타측은 전지부(2)의 (-) 단자 측에 전기적으로 연결되는 제1 다이오드(20), 및 컬렉터 전극(C)에 전기적으로 연결되는 제2 다이오드(22)를 포함한다.
제1 저항(10)과 제1 커패시터(12)는 발진 주파수 조절하기 위한 RC 회로에 해당하며, 제1 저항(10)을 가변저항 또는 일반저항으로 하여 출력전압을 조절한다.
트랜지스터(18)에 의한 ON/OFF시 인덕터(14)에서 기전력을 발생시킨다. 즉, 트랜지스터(18)가 ON/OFF를 제어하는 스위치 역할을 하여 회로에 전류가 흐르도록 또는 흐르지 않도록 제어하며, 그에 따라 인덕터(14)의 토로이드 코어(Toroid Core)에 유도 기전력이 발생하여 전기에너지를 저장하게 된다. 전지부(2)의 전압과 인덕터(14)에 저장된 전압이 합쳐져서 승압효과를 발생시킨다.
전원 공급시에 제1 저항(10)과 제1 커패시터(12)의 충전 전류에 의해 일정 전압이 되면 트랜지스터(18)가 도통(ON)되어 제1 저항(10)→인덕터(14)→제2 저항(16)→트랜지스터(18)의 경로로 전류가 흐르게 된다.
제2 저항(16)은 과전압으로부터 트랜지스터(18)를 보호하기 위한 소자이고, 제1 다이오드(20)로는 제너 다이오드가 적용될 수 있다. 제2 다이오드(22)와 제2 커패시터(24)는 AC성분을 DC로 변환하기 위한 소자이다.
연결단자(6)의 일측은 승압회로부(4)와 전기적으로 연결되고, 타측은 재충전 대상 배터리의 단자에 전기적으로 연결된다. 연결단자(6)를 통해 30A 이상의 전류와 12~48V의 전압을 갖는 직류전원이 출력된다.
본 발명에 따른 운송수단의 방전 배터리 재충전용 점프 스타터 장치는 전지 6~8개와 승압회로로 구성되어 부피와 중량을 최소화할 수 있으므로 휴대가 용이하고 사용이 편리하다. 현재 출시되고 있는 휴대용 점프 스타터 장치는 원가가 높고 충전에 최소 10분 이상의 시간이 소요되어 소비자들의 외면을 받고 있는 상황이다. 최근 차량들에는 LED 조명과 블랙박스 기기를 포함하여 각종 전기전자 기기들이 차의 시동이 꺼진 후에도 작동이 되기 때문에 방전현상은 계속적으로 증가하고 있는 추세이다. 본 발명에 따른 운송수단의 방전 배터리 재충전용 점프 스타터 장치는 건전지 6~8개만으로 구성할 수 있어 기존의 휴대용 점프 스타터 장치에 비해 원가를 절감할 수 있고 30A 이상의 전류를 통해 5~10초만에 충전을 완료할 수 있을 뿐만 아니라, 부피와 중량을 최소화할 수 있어 휴대성과 편의성이 극대화된다.
한편, 향후에는 자동차에 48V 배터리가 적용될 예정(하이브리드 포함)이며 도 1의 구성 및 도 2의 승압회로부에 의하여 차세대 차량용 배터리 전압인 48V 직류전압에 적용가능하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
2 - 전지부 6 - 승압회로부
6 - 연결단자 10 - 제1 저항
12 - 제1 커패시터 14 - 인덕터
16 - 제2 저항 18 - 트랜지스터
20 - 제1 다이오드 22 - 제2 다이오드
24 - 제2 커패시터

Claims (4)

1차 전지 또는 2차 전지 복수개가 전기적으로 병렬로 연결되어 운송수단의 방전 배터리 재충전을 위한 직류전원을 만들어내는 전지부;
전지부의 (+)단자 및 (-)단자와 전기적으로 연결되어 전지부로부터 출력되는 전원의 전압을 특정값 이상으로 승압하는 승압회로부; 및
일측은 승압회로부와 전기적으로 연결되고 타측은 재충전 대상 배터리의 단자에 전기적으로 연결되는 연결단자
를 포함하고,
승압회로부는 전지부의 (+)단자 측에 전기적으로 연결된 제1 저항, 제1 저항과 전지부의 (-)단자 사이에 전기적으로 연결된 제1 커패시터, 전지부의 (+)단자 측에 전기적으로 연결되되 제1 저항과 병렬로 연결된 인덕터, 인덕터에 전기적으로 연결된 제2 저항, 컬렉터 전극은 인덕터에 전기적으로 연결되고 베이스 전극은 제2 저항에 전기적으로 연결되며 이미터 전극은 전지부의 (-)단자 측에 전기적으로 연결되는 트랜지스터, 트랜지스터의 이미터 전극에 전기적으로 연결되는 제2 커패시터, 일측은 제2 저항과 트랜지스터의 베이스 전극 사이에 전기적으로 연결되고 타측은 전지부의 (-) 단자 측에 전기적으로 연결되는 제1 다이오드, 및 컬렉터 전극에 전기적으로 연결되는 제2 다이오드를 포함하는, 운송수단의 방전 배터리 재충전용 점프 스타터 장치.
제1항에 있어서,
전지부는 1차 전지 6~8개를 병렬로 연결하여 30A 이상의 직류전류를 만들어내고, 승압회로부는 12~48V의 직류전압을 출력하는, 운송수단의 방전 배터리 재충전용 점프 스타터 장치.
삭제
제1항에 있어서,
승압회로부에 의하여 차세대 차량용 배터리 전압인 48V 직류전압에 적용가능한, 운송수단의 방전 배터리 재충전용 점프 스타터 장치.
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