KR101898916B1 - 근거리 통신 모듈을 구비하는 전원 공급 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 근거리 통신 모듈을 구비하는 전원 공급 장치에 관한 것으로, 그 장치는 전자 기기와의 연결을 위한 연결잭과 근거리 통신 모듈이 형성되는 상부 케이스; 충전지, 회로 기판 및 회로 기판의 하측에 배치되는 히트 싱크(heat sink)가 수용되기 위한 내부 공간을 가지는 메인 케이스; 회로 기판의 상측에 배치되는 방열 플레이트; 메인 케이스의 하측에 결합되는 하부 케이스;를 포함하고, 근거리 통신 모듈을 통해 휴대용 단말기와 통신하여 충전지의 충전 상태와 관련된 정보가 휴대용 단말기로 전송된다.

Description

근거리 통신 모듈을 구비하는 전원 공급 장치{Power supply device having short-distance communication module}

본 발명은 전원 공급 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량에 장착되는 전자 기기에 전원을 공급하기 위한 장치의 구성에 관한 것이다.

일반적으로 차량은 시동시에는 배터리 전압을 이용하게 되고 자동차의 실내 램프 등이나 계기류, 에어컨장치와 같은 전기장치에 전원을 공급하기 위해 배터리와 발전기가 장착되어 있다.

차량의 배터리는 시동을 걸 때 스타터 모터를 회전시켜 엔진을 구동하게 되면 엔진에 팬 벨트로 접속되어 있는 교류발전기가 발전하여 배터리를 충전시키도록 되어 있으나, 충전하여 사용할 수 있는 용량에는 한계가 있어 사용자의 부주의로 인해 배터리가 방전되어 차량 시동을 걸 수 없거나 또는 지속적인 충전 및 방전에 의해 배터리의 용량과 수명이 단축되어 배터리로서의 기능을 발휘할 수 없는 경우도 발생하게 된다.

그에 따라, 차량에서 필요로 하는 전기에너지를 충분히 공급할 수 있도록 메인 배터리와 별도로 보조 배터리를 장착하여 사용하는 경우가 최근 들어 증가하고 있으며, 특히 내비게이션(Navigation)이나 블랙박스(Black box)와 같이 차량에 별도로 장착된 전자 기기에 보조 배터리를 통해 전원을 공급하여 차량이 이동중이거나 정지 간에도 전자 기기가 정상적으로 동작되도록 한다.

일반적으로, 보조 배터리는 차량의 메인 배터리와 직접 연결되거나 또는 릴레이를 통해 연결되어, 메인 배터리로부터 출력되는 직류전압을 공급받아 충전하게 된다.

위와 같은 종래 기술에 있어서, 보조 배터리가 메인 배터리에 직접 연결되는 경우, 메인 배터리의 전압상태를 고려하지 않고 시동이 꺼진 상태에서도 보조 배터리가 지속적으로 충전되어, 메인 배터리가 방전될 우려가 있다.

한편, 보조 배터리가 릴레이를 통해 메인 배터리에 연결되어 시동이 켜진 상태에서만 보조 배터리로의 충전이 이루어지는 경우에는, 보조 배터리의 충전효율에 따라 보조 배터리가 충분히 충전되지 않아, 주차시 시동이 꺼진 상태에서 블랙박스 등의 전자 기기가 장시간 동작하지 못하는 문제가 발생할 수 있다.

따라서 일반적으로 사용되는 전원 공급 장치뿐 아니라, 블랙박스 등에 전원을 공급하기 위한 차량용 보조 배터리의 경우, 충전 속도를 증가시켜 충전에 소요되는 시간을 단축시키면서, 안정적으로 구동할 수 있는 구조를 가지는 것이 필요하다.

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 외부 기기와 통신 가능하며 충전 시간의 단축과 함께 안정적인 구동을 보장할 수 있는 구조를 가지는 전원 공급 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일실시예에 따른 전원 공급 장치는, 전자 기기와의 연결을 위한 연결잭과 근거리 통신 모듈이 형성되는 상부 케이스; 충전지, 회로 기판 및 상기 회로 기판의 하측에 배치되는 히트 싱크(heat sink)가 수용되기 위한 내부 공간을 가지는 메인 케이스; 상기 회로 기판의 상측에 배치되는 방열 플레이트; 상기 메인 케이스의 하측에 결합되는 하부 케이스;를 포함하고, 상기 근거리 통신 모듈을 통해 휴대용 단말기와 통신하여, 상기 충전지의 충전 상태와 관련된 정보가 상기 휴대용 단말기로 전송된다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 전원 공급 장치는 차량에 구비된 메인 배터리로부터 공급되는 전원을 통해 충전되며, 상기 차량에 구비된 전자 기기에 전원을 공급하기 위해 방전되는 차량용 보조 배터리로 이용될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 전원 공급 장치에 근거리 통신 모듈을 구비하여, 충전지의 충전 상태와 관련된 정보가 휴대용 단말기로 전송되어 사용자에게 제공되도록 할 수 있으며, 그에 따라 충전지 사용의 편의성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 전원 공급 장치에 구비되는 회로 기판의 상측에 메인 케이스와 일부분이 접촉되도록 구성된 방열 플레이트를 배치하고, 회로 기판의 소자들 중 일부를 하측 면에 배치하고 회로 기판의 하측에 히트 싱크를 배치하여, 전원 공급 장치의 방열을 보다 용이하게 할 수 있다.

또한, 상측 케이스와 메인 케이스 사이 공간에 배치되는 방열 플레이트의 일부분이 내부로 인입된 구조를 가져 개구부가 형성되도록 함으로써, 전원 공급 장치 내부의 회로 기판 등에서 발생하는 열이 외부로 용이하게 방출되도록 하며, 그에 따라 높은 전류를 사용해 충전지를 충전하여 충전 시간을 단축시키고자 하는 경우에도 사이즈의 증가없이 안정적인 구동을 보장할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 위와 같은 방열 구조를 가지는 전원 공급 장치를 차량용 보조 배터리로 이용함으로써, 차량의 운행 중 메인 배터리로부터 빠른 속도로 충전됨과 동시에 주차 중 블랙박스 등과 같은 전자 기기로 장시간 동안 안정적으로 전원을 공급할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전원 공급 시스템의 전체적인 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 휴대용 단말기의 화면 구성에 대한 일실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 전원 공급 장치의 구성에 대한 일실시예를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전원 공급 장치의 내부 구성을 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 방열 플레이트의 구성에 대한 일실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 방열 플레이트가 상부 케이스와 메인 케이스 사이 공간에 배치되는 구성에 대한 일실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 4에 도시된 메인 케이스의 구성에 대한 일실시예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 8은 상부 케이스에 구비되는 근거리 통신 모듈 회로 기판의 구성에 대한 일실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 근거리 통신 모듈 회로 기판에 구비되는 스위치들의 구성에 대한 일실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 회로 기판의 상측 면에 형성된 소자들의 구성에 대한 일실시예를 나타내는 도면이다.
도 11은 회로 기판의 하측 면에 형성된 소자들의 구성에 대한 일실시예를 나타내는 도면이다.
도 12는 히트싱크와 회로 기판이 연결되는 구성에 대한 일실시예를 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명에 따른 전원 공급 장치를 차량의 메인 배터리 및 전자 기기와 연결하는 구성에 대한 일실시예를 설명하기 위한 도면이다.

이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시예들 뿐 아니라 특정 실시예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

따라서, 예를 들어, 본 명세서의 블럭도는 본 발명의 원리를 구체화하는 예시적인 회로의 개념적인 관점을 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 이와 유사하게, 모든 흐름도, 상태 변환도, 의사 코드 등은 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 실질적으로 나타낼 수 있고 컴퓨터 또는 프로세서가 명백히 도시되었는지 여부를 불문하고 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 수행되는 다양한 프로세스를 나타내는 것으로 이해되어야 한다.

프로세서 또는 이와 유사한 개념으로 표시된 기능 블럭을 포함하는 도면에 도시된 다양한 소자의 기능은 전용 하드웨어뿐만 아니라 적절한 소프트웨어와 관련하여 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어의 사용으로 제공될 수 있다. 프로세서에 의해 제공될 때, 상기 기능은 단일 전용 프로세서, 단일 공유 프로세서 또는 복수의 개별적 프로세서에 의해 제공될 수 있고, 이들 중 일부는 공유될 수 있다.

또한, 프로세서, 제어 또는 이와 유사한 개념으로 제시되는 용어의 명확한 사용은 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어를 배타적으로 인용하여 해석되어서는 아니되고, 제한 없이 디지털 신호 프로세서(DSP) 하드웨어, 소프트웨어를 저장하기 위한 롬(ROM), 램(RAM) 및 비휘발성 저장부를 암시적으로 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 주지 관용의 다른 하드웨어도 포함될 수 있다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전원 공급 시스템의 전체적인 구성을 블록도로 도시한 것으로, 도시된 시스템은 전원 공급 장치(10), 차량 메인 배터리(20), 전자 기기(30) 및 휴대용 단말기(50)를 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 전원 공급 장치(10)는 차량용 보조 배터리로 사용될 수 있으며, 그를 위해 차량에 구비된 메인 배터리(20)로부터 공급되는 전원을 통해 충전되며 차량에 구비된 전자 기기(30)에 전원을 공급하기 위해 방전되는 충전지를 구비할 수 있다.

충전지는 이미 방출된 전류를 다시 외부로부터 유입시켜 전압이 회복되는 전지로서, 외부로부터 유입되는 전류에 의해 충전된 전압을 다른 전자 기기에 공급하는 장치이다.

충전지의 종류로는 니켈 카드뮴(Ni-Cd), 알카라인 전지, 니켈 수소(Ni-Mh), 밀폐형 납산(SLA), 리튬 이온(Li-ion), 리튬 폴리머(Li-polymer) 등과 같이 전기 화학 반응의 가역적 특성을 이용하는 전지일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 전원 공급 장치(10)에 근거리 통신 모듈을 구비되어, 내부 충전지의 충전 상태와 관련된 정보가 휴대용 단말기(50)로 전송되어 사용자에게 제공되도록 할 수 있으며, 그에 따라 충전지 사용의 편의성을 향상시킬 수 있다.

예를 들어, 전원 공급 장치(10)는, 근거리 통신 모듈(15)을 통해, 블루투스(Bluetooth) 등과 같은 근거리 무선 통신 방식을 이용해 휴대용 단말기(50)와 통신하여, 충전지의 충전 상태와 관련된 정보를 휴대용 단말기(50)로 전송할 수 있다.

이 경우, 휴대용 단말기(50)는 상기 전원 공급 장치(10)로부터 전송되는 전보를 이용하여, 전원 공급 장치(10) 내부 충전지의 충전 전류, 전자 기기(30)의 사용 전류, 전자 기기(30)의 사용 가능 시간 및 충전지의 충전 완료 시간 중 적어도 하나를 화면에 표시할 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 휴대용 단말기(50)의 화면 구성에 대한 일실시예를 설명하기 위해 도시한 것이다.

블랙박스를 위한 차량용 보조 배터리로 사용되는 전원 공급 장치(10)의 충전 상태를 나타내기 위한 애플리케이션(application)이 휴대용 단말기(50)에 설치된 후 실행되면, 도 2에 도시된 바와 같은 애플리케이션 화면이 휴대용 단말기(50)에서 디스플레이될 수 있다.

예를 들어, 애플리케이션 화면상에, 전원 공급 장치(10)의 현재 충전지 충전량(백분율)이 중앙에 차량 계기판과 유사한 형태로 표시되고, 외곽 모서리 부분들에 충전지의 현재 충전 전류, 충전지로부터 전원을 공급받는 전자 기기(30)인 블랙박스의 사용 전류 및 블랙박스의 사용 가능 시간이 표시될 수 있다.

한편, 애플리케이션 화면상에, 상기한 바와 같은 전원 공급 장치(10) 또는 전자 기기(30)에 대한 정보 이외에, 차량 메인 배터리(20)의 현재 전압에 대한 정보가 추가적으로 표시될 수 있다.

또한, 애플리케이션 화면상에 전원 공급 장치(10)로부터 전원을 공급받는 전자 기기(30), 예를 들어 블랙박스의 전원을 사용자가 온(on)/오프(off)시켜 제어할 수 있도록 하는 전원 버튼(51)이 표시될 수 있다.

사용자가 휴대용 단말기(50)의 애플리케이션 화면상에서 상기 전원 버튼(51)을 터치하여 선택하는 경우, 휴대용 단말기(50)는 전원 공급 장치(10)에 구비된 근거리 통신 모듈(15)을 통해 상기 전자 기기(30)로부터 전원 공급을 제어하기 위한 명령을 전원 공급 장치(10)로 전송할 수 있다.

이 경우, 전원 공급 장치(10)는 상기 휴대용 단말기(50)로부터 수신된 제어 명령에 따라 상기 전자 기기(30), 예를 들어, 블랙박스로 공급되는 전원을 차단하거나 공급 시작하여 블랙박스의 전원을 온/오프시킬 수 있다.

이하에서는, 상기한 바와 같은 전원 공급 장치(10)의 구성 및 동작을 구현하기 위한 실시예들에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 전원 공급 장치의 구성에 대한 일실시예를 사시도로 도시한 것으로, 도시된 전원 공급 장치의 외부는 메인 케이스(100), 상부 케이스(110) 및 하부 케이스(120)로 구성될 수 있다.

도 3을 참조하면, 메인 케이스(100)는 충전지와 회로 기판이 수용되기 위한 내부 공간을 가지며, 방열 효과를 높이기 위해 알루미늄 등과 같은 열전도율이 높은 금속 소재로 구성되고, 표면적을 증가시키기 위한 복수의 홈들이 수직 방향으로 형성되어 있을 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면 상기 충전지는 리튬인산철배터리(LiFePO4)일 수 있으며, 이는 충전 효율 및 속도가 빠르며, 폭발의 위험이 적은 장점이 있다.

한편, 회로 기판에는 상기 충전지의 충방전을 제어하기 위한 소자가 형성되어 있으며, 예를 들어 콘덴서(condenser), 인덕터(inductor), DC/DC 컨버터(converter) 및 에프이티(FET, Field Effective Transister) 등과 같은 복수의 소자들이 배치될 수 있다.

상기 콘덴서는 동작 온도 -55도 내지 105도에서 5000시간 이상 사용 가능하고, 330㎌ 전류의 제어가 가능하며, 칩 마운터 방식을 이용해 최대 역률 개선을 위하여 세라믹 컨덴서를 2중으로 배치한 특징을 가지고 있다.

또한, 상기 인덕터는 100Ah 고전류의 처리가 가능하며, -40도 내지 125도의 온도에서 사용 가능하고, 순간 온도 260도에서도 40도 이상 성능 유지가 가능한 특징으로 가지고 있다.

상기 DC/DC 컨버터는 충전지의 출력을 전자 기기에 맞는 전압으로 변환하여 출력하기 위한 것으로서, 승압(Step-up) 및 강압(Step-down)이 동시에 가능한 동기식 4 스위치 벅-부스트(Buck-boost) DC/DC 컨트롤러를 사용하여 구현될 수 있다.

예를 들어, 상기 동기식 4 스위치 벅-부스트 DC/DC 컨트롤러는 3.5V 내지 42V(최대 60V)의 입력 전압 범위에서 작동하여 다양한 전자 기기들의 전압을 지원하며, 전압 차단, 과전압 보호, EMI 감소등의 다양한 기능을 지원할 수 있다.

한편, 상기 에프이티(FET)는 쇼트 키 플러스 기술을 적용하여 30V, 300A의 전류를 제어할 수 있도록 한 것으로, 최저한의 전자파를 발생시킴과 동시에, 150도에서도 정상 동작할 수 있는 온도 특성을 가진 것일 수 있다.

상부 케이스(110)는 상기 메인 케이스(100)의 상측에 결합되며, 외부의 전자 기기와의 연결을 위한 연결잭(111)이 형성되어 있다.

한편, 하부 케이스(120)는 상기 메인 케이스(100)의 하측에 결합되며, 상부 케이스(110)와 하부 케이스(120)는 열전도율이 낮은 합성수지로 구성될 수 있다.

상부 케이스(110)에 형성된 연결잭(111)에 케이블의 일측이 연결되며, 케이블의 타측은 전자 기기에 연결되어, 전원 공급 장치의 충전지로부터 전자 기기로 전원이 공급될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 전원 공급 장치는 차량용 보조 배터리로 사용될 수 있으며, 이 경우 차량에 구비된 메인 배터리(미도시)로부터 공급되는 전원을 통해 충전되며 차량에 구비된 전자 기기(예를 들어, 블랙박스)에 전원을 공급하기 위해 방전될 수 있다.

여기서, 상부 케이스(110)의 연결잭(111)에 결합되는 케이블은 차량의 메인 배터리 및 전자 기기(예를 들어, 블랙박스)와 한번에 연결될 수 있도록 구성된 5핀 연결잭을 구비한 케이블일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 도 1에 도시된 바와 같은 전원 공급 장치에 구비되는 회로 기판의 소자들 중 일부를 하측 면에 배치하고 회로 기판의 하측에 히트 싱크를 배치하여, 전원 공급 장치의 방열 효과를 향상시킬 수 있다.

한편, 상기 회로 기판의 상측에 메인 케이스와 일부분이 접촉되도록 구성된 방열 플레이트를 배치하여, 전원 공급 장치의 방열 효과를 보다 향상시킬 수 있다.

또한, 상측 케이스와 메인 케이스 사이 공간에 배치되는 방열 플레이트의 일부분이 내부로 인입된 구조를 가져 개구부가 형성되도록 함으로써, 전원 공급 장치 내부의 회로 기판 등에서 발생하는 열이 외부로 용이하게 방출되도록 하며, 그에 따라 높은 전류를 사용해 충전지를 충전하여 충전 시간을 단축시키고자 하는 경우에도 사이즈의 증가 없이 안정적인 구동을 보장할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전원 공급 장치의 내부 구성을 설명하기 위해 도시한 분해 사시도로서, 도 4에 도시된 전원 공급 장치(10)의 구성들 중 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 것과 동일한 것에 대한 설명은 이하 생략하기로 한다.

도 4를 참조하면, 메인 케이스(100)의 내부 공간에 충전지(130)가 수용되어 고정되며, 충전지(130)의 상측에 회로 기판(140)이 배치될 수 있다.

충전지(130)와 회로 기판(140)이 케이블을 이용해 서로 연결되고, 회로 기판(140)과 상부 케이스(110)의 연결잭(111)이 또 다른 케이블을 이용해 연결되어, 외부 전원 공급원(예를 들어, 차량의 메인 배터리)로부터 충전지(130)로의 충전과 충전지(130)로부터 외부 전자 기기(예를 들어, 차량의 블랙박스)로의 방전이 회로 기판(140)에 형성된 복수의 소자들에 의해 제어될 수 있다.

여기서, 회로 기판(140)의 상측에 방열 플레이트(200)가 배치되며, 상기 방열 플레이트(200)는 적어도 일부분이 메인 케이스(100)에 접촉되도록 메인 케이스(100)와 상부 케이스(110) 사이의 공간에 고정될 수 있다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 방열 플레이트(200)는 메인 케이스(100)에 접촉되는 외곽부(210)와, 메인 케이스(100)에 접촉되지 않도록 내부로 인입된 형상을 가지는 개구부(220)를 포함하는 형상으로 구성될 수 있다.

방열 플레이트(200)는 열전도율이 높은 소재로 구성되며, 예를 들어 메인 케이스(100)와 동일한 알루미늄으로 제작되어 방열 기능과 함께 EMI 전자파 차폐 기능을 가질 수 있다.

이 경우, 메인 케이스(100)와 접촉되는 방열 플레이트(200)의 외곽부(210)를 통해, 메인 케이스(100) 내부의 회로 기판(140)과 충전지(130) 등에서 발생하는 열이 메인 케이스(100)로 전달되어 외부로 발산된다.

또한, 메인 케이스(100)와 접촉되지 않는 방열 플레이트(200)의 개구부(220)가 외부로 노출되어 메인 케이스(100)와 상부 케이스(110) 사이에 부분적인 개구(open)가 형성되며, 상기 방열 플레이트(200)의 개구부(220)에 의한 개수를 통해 회로 기판(140) 등에서 발생하는 내부 열이 효과적으로 방출될 수 있다.

상기한 바와 같은 방열 플레이트(200)의 개구부(220)는 양측에 하나 이상씩 형성될 수 있으며, 예를 들어 도 5에 도시된 바와 같이 방열 플레이트(200)의 양측에 각각 2개씩 총 4개의 개구부(220)들이 형성되어 있을 수 있다.

한편, 방열 플레이트(200)에는, 방열 플레이트(200)를 회로 기판(140)의 상측에 고정시키기 위한 제1 결합부(240)와 방열 플레이트(200)를 상부 케이스(110)에 고정되기 위한 제2 결합부(230)가 형성되어 있다.

도 7에 도시된 메인 케이스(100)의 구성에 대한 일실시예를 나타내는 단면도를 참조하면, 상부 케이스(110)의 상측에서 결합되는 체결 부재가 방열 플레이트(200)에 형성된 제2 결합부(230)와 메인 케이스(100)에 형성된 플레이트 고정부(103)에 체결됨으로써, 방열 플레이트(200)가 상부 케이스(110)와 메인 케이스(100) 사이에 고정될 수 있다.

한편, 메인 케이스(100)의 내부 공간에 수용되는 충전지(130)는, 메인 케이스(100)의 내면에 형성된 충전지 지지부(104)에 의해 지지 고정될 수 있다.

또한, 상기한 바와 같이 메인 케이스(100)의 외면에 수직방향으로 형성된 복수의 홈들에 의해, 메인 케이스(100) 내부에서 발생하는 열과 방열 플레이트(200)로부터 전달되는 열이 외부로 보다 효율적으로 방출될 수 있다.

그리고 방열 플레이트(200)에는 케이블들이 통과하기 위한 하나 이상 케이블 통과공들(250, 251)이 형성되어 있을 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 전원 공급 장치(10)의 상부 케이스(110)에, 상기한 바와 같은 연결잭(115)과, 외부의 휴대용 단말기(50) 등과 통신하기 위한 근거리 통신 모듈(15)이 형성될 수 있다.

이 경우, 상기 회로 기판(140)의 케이블들 중 일부는 상기 방열 플레이트(200)에 형성된 케이블 통과공을 통과한 후 상기 근거리 통신 모듈(15)이 형성된 또 다른 회로 기판(이하, '근거리 통신 모듈 회로 기판'이라 함)과 연결될 수 있다.

상기 회로 기판(140)과 근거리 통신 모듈 회로 기판을 연결하는 케이블을 통해, 충전지(130)의 충전 상태 등에 대한 정보가 회로 기판(140)으로부터 근거리 통신 모듈 회로 기판으로 전달되고, 상기 전달된 정보는 근거리 통신 모듈(15)을 통해 외부의 휴대용 단말기(50)로 전송될 수 있다.

도 8은 상부 케이스에 구비되는 근거리 통신 모듈 회로 기판의 구성에 대한 일실시예를 설명하기 위한 도시한 것으로, 도 8에 도시된 구성들 중 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한 것과 동일한 것에 대한 설명은 이하 생략하기로 한다.

도 8을 참조하면, 상부 케이스(110)의 내부 공간에 근거리 통신 모듈(15)이 형성된 근거리 통신 모듈 회로 기판이 고정된다.

상기 상부 케이스(110)에 고정되는 근거리 통신 모듈 회로 기판에는, 근거리 통신 모듈(15) 이외에, 입출력 전압 및 전류를 감시 모니터링하기 위한 역전압 보호 회로와, 충전지(130)의 용량 및 충전 속도에 대한 정보를 설정하기 위한 스위치가 형성되어 있을 수 있다.

도 9에 도시된 바와 같이, 근거리 통신 모듈 회로 기판에 형성된 4개의 딥 스위치(DIP switch)들을 각각 온/오프시켜 충전지(130)의 용량과 사용 전류를 설정할 수 있다.

예를 들어, 4개의 딥 스위치(DIP switch)들을 각각 온 시키는 경우,충전지(130)의 용량은 "10BT"이고 사용 전류는 "15A"인 것으로 설정될 수 있다.

상기와 같이 근거리 통신 모듈 회로 기판에 형성된 4개의 딥 스위치(DIP switch)들을 이용하여 설정된 충전지(130)의 용량 및 사용 전류에 대한 정보는 근거리 통신 모듈(15)을 통해 휴대용 단말기(50)로 전송될 수 있다.

한편, 회로 기판(140)으로부터 연장된 하나 이상의 케이블들이 방열 플레이트(200)에 형성된 케이블 통과공을 통과하여 근거리 통신 모듈 회로 기판과 연결될 수 있다.

상기 케이블들을 통해, 충전지(130)의 상태와 관련된 정보, 예를 들어 입력(충전) 전압, 충전지(130)의 충전 전류에 대한 전압, 출력 전류(블랙박스)에 대한 전압 및 블랙박스 사용 전압이, 회로 기판(140)으로부터 상기 근거리 통신 모듈 회로 기판으로 전달될 수 있다.

예를 들어, 상기 입출력 전압은 저항 분압 방식을 이용하여 측정되고, 입출력 전류는 오피앰프를 통해 전류값이 전압값으로 변환된 후 저항의 양단 전압으로 측정될 수 있다.

상기한 바와 같이 회로 기판(140)으로부터 전달되는 정보는 근거리 통신 모듈 회로 기판에서 처리되며, 처리된 결과인 충전(입력) 전류값, 차량 메인 배터리(20)의 전압, 블랙박스의 사용 전류, 충전지(130)의 사용 가능 시간 및 충전 소요 예상 시간 등에 대한 정보가 근거리 통신 모듈(15)을 통해 휴대용 단말기(50)로 전송될 수 잇다.

여기서, 상기 충전지(130)의 사용 가능 시간은 충전지(130)의 용량 및 충전량과 블랙박스의 사용 전류를 이용하여 계산될 수 있다.

휴대용 단말기(50)는 상기 근거리 통신 모듈(15)로부터 수신된 정보를 이용하여, 도 2에 도시된 바와 같은 애플리케이션 화면상에 수신된 정보(또는 수신된 정보를 이용하여 가공된 정보)를 표시할 수 있다.

휴대용 단말기(50)는, 실행된 애플리케이션을 이용하여, 전원 공급 장치(10)의 근거리 통신 모듈(15)로부터 수신한 저항값(저항 양단 전압)을 해당 정보에 맞는 값으로 1대1 환산하여 표시할 수 있다.

예를 들어, 휴대용 단말기(50)가 수신한 블랙박스 사용 전류에 대한 저항값(저항 양단 전압)이 0.1V인 경우 실제 표시되는 블랙박스 사용 전류값은 100㎃이고, 저항값(저항 양단 전압)이 0.2V인 경우에는 블랙박스 사용 전류값이 200㎃로 환산될 수 있다.

한편, 충전지(130)의 사용 가능 시간은 휴대용 단말기(50)에서 계산될 수도 있다.

예를 들어, 충전지(130)의 용량이 10Ah이고 100% 충전되어 있는 경우, 블랙박스 사용 전류가 330mAh이면 사용 가능 시간이 약 30시간으로 계산되어 휴대용 단말기(50)의 애플리케이션 화면상에 표시되며, 블랙박스 사용 전류가 400mAh이면 사용 가능 시간이 25시간으로 계산되어 표시될 수 있다.

또한, 충전지(130)로부터 연장된 케이블(720)은 방열 플레이트(200)에 형성된 케이블 통과공을 통해 통과되어, 상부 케이스(110)의 연결잭(111)과 연결될 수 있다.

한편, 회로 기판(140)과 연결된 복수의 지지대들이 방열 플레이트(200)의 제1 결합부를 이용해 방열 플레이트(200)와 결합되어, 방열 플레이트(200)가 회로 기판(140)의 상측에 고정될 수 있다.

도 4 및 도 8을 참조하면, 회로 기판(140)의 하측에 히트 싱크(heat sink, 300)가 배치될 수 있다.

한편, 회로 기판(140)에 형성되는 복수의 소자들 중 일부는 상측 면에 배치되고, 나머지 일부는 하측 면에 배치될 수 있다.

예를 들어, 복수의 소자들 중 열이 가장 많이 발생하는 하나 이상의 소자들이 회로 기판(140)의 하측 면에 배치되고, 회로 기판(140)의 하측에 히트 싱크(300)가 결합되어, 회로 기판(140)의 하측 면에 배치된 소자들로부터 발생하는 열이 히트 싱크(300)를 통해 용이하게 방열되며, 그로 인해 회로 기판(140)에 형성된 소자들의 온도가 과도하게 상승하는 것을 방지할 수 있다.

도 10은 회로 기판의 상측 면에 형성된 소자들의 구성에 대한 일실시예를 도시한 것이며, 도 11은 회로 기판의 하측 면에 형성된 소자들의 구성에 대한 일실시예를 도시한 것이다.

도 10을 참조하면, 회로 기판(140)의 상측 면에는 인덕터(141), 콘덴서(142) 및 DC/DC 컨버터 IC(143) 등의 소자들이 배치될 수 있다.

도 11을 참조하면, FET(145)는 회로 기판(140)의 하측 면에 배치되며, 좀 더 구체적으로 8개의 FET들이 회로 기판(140)의 하측 면에 배치될 수 있다.

도 12에 도시된 바와 같이, 회로 기판(140)의 하측 면에 FET 소자들이 배치되고, 그 위에 히트 싱크(300)가 결합됨으로써, FET 소자들로부터 발생하는 열이 히트 싱크(300)를 통해 바로 방출될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기한 바와 같은 방열 구조를 가지는 전원 공급 장치를 차량용 보조 배터리로 이용함으로써, 차량의 운행 중 메인 배터리로부터 빠른 속도로 충전됨과 동시에 주차 중 블랙박스 등과 같은 전자 기기로 장시간 동안 안정적으로 전원을 공급할 수 있다.

도 13은 본 발명에 따른 전원 공급 장치를 차량의 메인 배터리 및 전자 기기와 연결하는 구성에 대한 일실시예를 설명하기 위한 도시한 것이다.

도 13을 참조하면, 전원 공급 장치(10)의 연결잭(111)에 5개의 연결선들을 포함하여 구성된 케이블(1100)이 연결된 후, "1번" 연결선은 차량의 메인 배터리(1110)의 - 단자에 연결되고, "2번" 연결선은 차량의 메인 배터리(1110)의 + 단자에 연결된다.

한편, "3번" 연결선은 블랙박스 등과 같은 전자 기기(1120)의 ACC 및 차량 휴즈박스의 ACC에 연결된다.

그리고 "4번" 연결선은 전자 기기(1120)의 - 단자에 연결되고, "5번" 연결선은 전자 기기(1120)의 + 단자에 연결된다.

상기에서 본 발명의 바람직한 실시예가 특정 용어들을 사용하여 설명 및 도시되었지만 그러한 용어는 오로지 본 발명을 명확히 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시예 및 기술된 용어는 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것은 자명한 일이다.

10 : 전원 공급 장치 15 : 근거리 통신 모듈
20 : 차량 메인 배터리 30 : 전자 기기
50 : 휴대용 단말기 51 : 전원 스위치
100 : 메인 케이스 103 : 플레이트 고정부
104 : 충전지 지지부 110 : 상부 케이스
111 : 연결잭 115 : 상부 회로 기판
120 : 하부 케이스 130 : 충전지
140 : 회로 기판 141 : 인덕터
142 : 콘덴서 143 : DC/DC 컨버터
145 : 에프이티(FET) 200 : 방열 플레이트
210 : 외곽부 220 : 개구부
230, 240 : 결합부 250, 251 : 케이블 통과공
300 : 히트싱크 700 : 지지대
710, 720 : 케이블 1100 : 연결 케이블
1110 : 메인 배터리 1120 : 블랙박스
1130 : 차량 휴즈박스

Claims (14)

1. 전자 기기에 전원을 공급하기 위한 전원 공급 장치에 있어서,
   전자 기기와의 연결을 위한 연결잭과 근거리 통신 모듈이 형성되는 상부 케이스;
   충전지, 회로 기판 및 상기 회로 기판의 하측에 배치되는 히트 싱크(heat sink)가 수용되기 위한 내부 공간을 가지는 메인 케이스;
   상기 회로 기판의 상측에 배치되는 방열 플레이트;
   상기 메인 케이스의 하측에 결합되는 하부 케이스;를 포함하고,
   상기 근거리 통신 모듈을 통해 휴대용 단말기와 통신하여, 상기 충전지의 충전 상태와 관련된 정보가 상기 휴대용 단말기로 전송되며,
   상기 방열 플레이트는
   적어도 일부가 상기 메인 케이스에 접촉되도록, 상기 메인 케이스와 상부 케이스 사이의 공간에 고정되며,
   상기 방열 플레이트는
   상기 메인 케이스에 접촉되는 외곽부; 및
   상기 메인 케이스에 접촉되지 않도록 내부로 인입된 형상을 가지는 개구부;를 포함하고,
   외부로 노출된 상기 방열 플레이트의 개구부를 통해, 상기 회로 기판에서 발생하는 열이 외부로 방출되는 전원 공급 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 휴대용 단말기로 전송되는 정보를 이용하여, 상기 충전지의 충전 전류, 상기 전자 기기의 사용 전류, 상기 전자 기기의 사용 가능 시간 및 상기 충전지의 충전 완료 시간 중 적어도 하나가 상기 휴대용 단말기에서 표시되는 전원 공급 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 근거리 통신 모듈은
   상기 충전지의 용량 및 충전 속도에 대한 정보를 상기 휴대용 단말기로 전송하는 전원 공급 장치.
4. 제1항에 있어서,
   차량에 구비된 메인 배터리로부터 공급되는 전원을 통해 충전되며, 상기 차량에 구비된 전자 기기에 전원을 공급하기 위해 방전되는 전원 공급 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 근거리 통신 모듈을 통해, 상기 차량에 구비된 메인 배터리의 충전 상 태와 관련된 정보가 상기 휴대용 단말기로 전송되는 전원 공급 장치.
6. 제4항에 있어서,
   상기 상부 케이스에 형성된 연결잭을 통해 상기 차량에 구비된 메인 배터리 및 상기 전자 기기와 연결되는 전원 공급 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 근거리 통신 모듈을 통해, 상기 전자 기기로의 전원 공급을 제어하기 위한 명령을 상기 휴대용 단말기로부터 수신하는 전원 공급 장치.
8. 삭제
9. 삭제
10. 제1항에 있어서,
    상기 회로 기판의 상측 면에는 콘덴서(condenser), 인덕터(inductor) 및 DC/DC 컨버터(converter)가 배치되고, 상기 회로 기판의 하측 면에는 에프이티(FET, Field Effective Transister)가 배치되는 전원 공급 장치.
11. 제1항에 있어서, 상기 메인 케이스에는
    표면적을 증가시키기 위한 복수의 홈들이 형성되어 있는 전원 공급 장치.
12. 제1항에 있어서, 상기 회로 기판은
    상기 방열 플레이트를 상측에 고정하기 위하여, 상기 방열 플레이트와 연결되는 복수의 지지대들이 결합되기 위한 제1 결합부; 및
    상기 히트 싱크를 하측에 고정하기 위하여, 상기 히트 싱크와 결합되기 위한 제2 결합부;를 포함하는 전원 공급 장치.
13. 제1항에 있어서, 상기 방열 플레이트에는
    상기 회로 기판의 케이블들이 상기 상부 케이스의 연결잭 및 근거리 통신 모듈과 연결되기 위해 통과되는 하나 이상의 케이블 통과공이 형성되어 있는 전원 공급 장치.
14. 제1항에 있어서,
    블루투스(Bluetooth) 통신 방식을 이용하여 상기 휴대용 단말기와 통신하는 전원 공급 장치.

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