KR102125929B1 - 대기전류를 차단할 수 있는 휴대용 단말기 충전기 - Google Patents

대기전류를 차단할 수 있는 휴대용 단말기 충전기 Download PDF

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Abstract

대기전류를 차단할 수 있는 휴대용 단말기 충전기는, 교류전원을 공급받아 충전용 직류전원으로 변환하여 출력하는 충전회로가 내장된 충전기 본체와, 상기 충전기 본체의 일측에 형성되며, 턴온(TURN ON) 및 턴오프(TURN OFF) 상태에 따라 상기 정류회로에 공급되는 상기 교류전원을 선택적으로 연결시키는 대기전류 차단스위치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

대기전류를 차단할 수 있는 휴대용 단말기 충전기{Portable terminal charger that can block quiescent current}
본 발명은 휴대용 단말기 충전기에 관한 것으로서, 더 상세하게는 대기전류를 차단할 수 있는 휴대용 단말기 충전기에 관한 것이다.
종래 스마트폰 충전기의 경우 사용자가 전원코드를 빼놓고 있는 경우가 드물다. 따라서 충전기는 항상 전원콘센트에 장착되어 대기전류가 소모되는 상태가 대부분이다.
위와 같은 문제점을 개선하기 위한 충전기 자체에 대기전류를 저감하는 구조를 내장시키는 등 여러 가지 방안이 강구되고 있으나 이는 장치의 제조시 추가되는 부속품으로 인해 원가상승을 가져오는 문제점이 있고, 구조를 복잡하게하며 제작비용이 과다하게 소요되는 문제점이 있었다.
즉, 불필요한 전력 낭비를 하지 않기 위해 스마트폰 충전기를 콘센트에 뺐다가 꽂았다 하는 반복되는 행위는 매우 불편하며, 반복되는 물리적인 접촉에 의해 콘센트나 충전기의 플러그가 손상될 수 있다. 또한 충전기를 빼놓고 어느 곳에 놓았다가 잃어버리는 경우도 있다.
본 발명은 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 제안된 것으로, 충전기에 대기전류 차단스위치를 추가하여 편리하게 대기전류를 차단할 수 있는 휴대용 단말기 충전기를 제공한다.
또한, 대기전류를 원천적으로 차단함으로써 단자에 정전기 발생을 방지할 수 있는 휴대용 단말기 충전기를 제공한다.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 교류전원을 공급받아 충전용 직류전원으로 변환하여 출력하는 충전회로가 내장된 충전기 본체와, 상기 충전기 본체의 일측에 형성되며, 턴온(TURN ON) 및 턴오프(TURN OFF) 상태에 따라 상기 충전회로에 공급되는 상기 교류전원을 선택적으로 연결시키는 대기전류 차단스위치를 포함하는 휴대용 단말기 충전기가 제공된다.
또한, 본 발명의 휴대용 단말기 충전기는 상기 교류전원을 입력받기 위한 전원 플러그와, 상기 충전용 직류전원을 출력하기 위한 USB 포트와, 상기 USB 포트와 휴대용 단말기의 충전포트에 각각 삽입되어 상기 충전용 직류전원을 공급하는 단말기 충전라인을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 포함되는 충전회로는 220V/단상의 상기 교류전원을 입력받는 변압기와, 상기 변압기에서 출력되는 직류전원을 정류하여 상기 충전용 직류전원으로 출력하는 정류회로와, 상기 대기전류 차단스위치의 스위칭 상태에 따라 상기 변압기에 입력되는 220V/단상의 상기 교류전원을 선택적으로 공급하는 전원라인을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 대기 전류를 차단할 수 있는 대기 전류 차단스위치와 대기 전류 차단스위치의 하부에 결합되어 전원을 공급받아 전류를 흐르게 하여 휴대폰을 충전할 수 있도록 하는 충전기 본체와 충전기 본체의 하부에 결합되어 콘덴서와 연결해 전원을 공급하는 전원 플러그와 충전기 본체의 우측면에 위치하여 휴대폰 충전선과 결합을 할 수 있도록 하는 USB 포트와 USB포트와 결합하여 전류를 휴대폰까지 흐르게 하여 충전을 하도록 하는 휴대폰 충전선을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 대기 전류를 차단할 수 있는 충전기에 관한 것으로서, 휴대폰 충전선의 한 쪽 끝(아래 부분)에 위치하여 충전기 본체의 USB포트에 삽입하여 전류를 휴대폰까지 공급할 수 있는 충전 케이블선 USB단자부와 휴대폰 충전선의 다른 한 쪽 끝(위 부분)에 위치하여 휴대폰 충전 홈에 삽입하여 USB 충전선을 타고 온 전류를 휴대폰에 전달하는 휴대폰 연결 단자부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 대기 전류를 차단할 수 있는 충전기에 관한 것으로서, 붉은 LED와 AC 220V/단상의 전원 트랜스포머에 의해 변압시켜 브리 정류 회로를 거쳐 4.2V 직류 전원을 출력하는 충전단자와 상기 충전단자에 인접하여 상기 AC 220V/ 단상의 전원 입력 단에서 분기되어 설치된 대기전류 차단을 위한 스위치가 구비된 충전기 본체와 전기가 통하지 않는 절연체로 감싸져 있는 휴대폰 충전선을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 휴대용 단말기 충전기는, 충전기에 대기전류 차단스위치를 추가하여 편리하게 대기전류를 차단할 수 있으며, 대기전류를 원천적으로 차단함으로써 단자의 정전기 발생을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 휴대용 단말기 충전기의 구성도
도 2는 도 1의 휴대용 단말기 충전기에 포함된 충전회로의 제1 예시도
도 3은 도 1의 휴대용 단말기 충전기에 포함된 충전회로의 제2 예시도
도 4는 도 1의 휴대용 단말기 충전기에 포함된 충전회로의 제3 예시도
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 휴대용 단말기 충전기의 구성도이고, 도 2는 도 1의 휴대용 단말기 충전기에 포함된 충전회로의 제1 예시도이고, 도 3은 도 1의 휴대용 단말기 충전기에 포함된 충전회로의 제2 예시도이다.
본 실시예에 따른 휴대용 단말기 충전기는 제안하고자 하는 기술적인 사상을 명확하게 설명하기 위한 간략한 구성만을 포함하고 있다. 참고적으로, 휴대용 단말기는 휴대폰, 스마트폰, 스마트 패드 등과 같이 사용자가 휴대하면서 사용할 수 있는 기기를 총칭하는 것이며, 본 실시예에서는 스마트폰으로 구성된 휴대용 단말기로 가정하고 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 휴대용 단말기 충전기는 충전기 본체(1)와, 대기전류 차단스위치(2)와, 전원 플러그(3)와, USB 포트(4)와, 핸드폰 연결단자부(5)와, 핸드폰 충전선(6)과, 충전 케이블선 USB 단자부(7)를 포함하여 구성된다.
상기와 같이 구성되는 휴대용 단말기 충전기의 세부구성과 주요동작을 살펴보면 다음과 같다.
충전기 본체(1)는 교류전원을 공급받아 충전용 직류전원으로 변환하여 출력하는 충전회로가 내장되어 있다. 참고적으로 충전기 본체(1)의 외부 케이스는 절연될 수 있는 플라스틱 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
대기전류 차단스위치(2)는 충전기 본체(1)의 일측에 형성되는데, 턴온(TURN ON) 및 턴오프(TURN OFF) 상태에 따라 충전회로에 공급되는 교류전원을 선택적으로 연결시킨다.
즉, 충전기 본체(1)에 내장된 충전회로는 220V/단상의 교류전원을 입력받는 변압기와, 변압기에서 출력되는 직류전원을 정류하여 충전용 직류전원으로 출력하는 정류회로와, 대기전류 차단스위치의 스위칭 상태에 따라 변압기에 입력되는 220V/단상의 교류전원을 선택적으로 공급하는 전원라인이 포함되어 있다.
따라서 대기전류 차단스위치(2)가 턴오프(TURN OFF) 된 상태에서는, 변압기에 입력되는 220V/단상의 교류전원을 전달하는 전원라인이 전기적으로 개방되어 있으므로 변압기에 교류전원의 공급자체가 차단된다. 결과적으로 충전회로에서 발생할 수 있는 대기전류 소모를 원천적으로 방지할 수 있다.
또한, 휴대용 단말기 충전기는 교류전원을 입력받기 위한 전원 플러그(3)와, 충전용 직류전원을 출력하기 위한 USB 포트(4)와, USB 포트와, 휴대용 단말기의 충전포트에 각각 삽입되어 충전용 직류전원을 공급하는 단말기 충전라인(6)을 구비한다.
따라서 다양한 규격의 핸드폰 연결단자부(5)를 갖는 단말기 충전라인(6)을 선택적으로 USB 포트(4)에 삽입할 수 있는 장점이 있다.
상술한 바와 같이, 충전기 본체(1)는 휴대폰 연결단자부(5)와 인접하여 내장 설치된 대기전류 차단스위치(2)를 포함하여 이루어지고, 대기전류 차단스위치(2)는 충전기의 상단부에 위치되어 작동되는 것을 특징으로 한다.
대기전류 차단스위치(2)가 충전기 상단부에서 눌려지면 전극부와 접촉되어 충전기가 온 상태로 되고, 스위치가 다시 눌러지면 턴오프(TURN OFF) 되면서 대기전류를 차단하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 실시예에서는 휴대폰 전용 충전기를 대상으로 도시되었지만, 기타 전동공구 및 다른 전기기구를 충전하는 충전선을 간단히 연결 가능하며 대기전류 차단효과를 가지게 할 수 있을 것이다.
즉, 충전회로는 AC 220V/단상의 전원 트랜스포머에 의해 변압시켜 브리지 정류회로를 거쳐 4.2V 직류 전원을 출력하는 충전단자와, 상기 충전단자에 인접하여 상기 AC 220V/ 단상의 전원입력단에서 분기되어 설치된 대기전류 차단을 위한 스위치가 구비된 구조이다.
이와 같은 구조의 대기전류 차단스위치가 구비된 충전기는 기타 전기기기를 충전시킬 수 있도록 적용가능하다. 참고적으로 상기 변압되어 출력되는 충전기의 용량은 다양하므로 상기 4.2V 출력 충전기에 제한되는 것은 아니다.
한편, 도 4는 도 1의 휴대용 단말기 충전기에 포함된 충전회로의 제3 예시도이다.
도 4를 참조하면, 휴대용 단말기 충전기의 충전회로는 충전 제어부(11)와, 전원공급 캐패시터(12)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 대기전류 차단스위치(2)는 도 2 및 도 3의 차단 스위치와는 달리, 사용자가 직접 턴온(TURN ON) 및 턴오프(TURN OFF)를 설정할 수 있을 뿐만 아니라, 충전 제어부(11)의 제어신호(CTRL)에 따라 턴온(TURN ON) 및 턴오프(TURN OFF)가 자동 조절될 수 있도록 구성된다.
즉, 도 4의 충전회로는 기본적으로 도 2 및 도 3의 차단 스위치와 동일하게 대기전류 차단스위치(2)의 턴온(TURN ON) 및 턴오프(TURN OFF) 상태에 따라 교류전원의 전달여부가 결정되도록 구성된다. 따라서 사용자가 대기전류 차단스위치(2)를 직접 조작하여 대기전류의 소모를 예방할 수 있다.
이때, 도 4의 대기전류 차단스위치(2)는 미리 인증된 사용자의 지문을 인식할 수 있는 지문인식부가 더 포함되어 있다. 따라서 사용자의 지문인증이 인증된 이후 소정의 기간 동안에만 사용자가 대기전류 차단스위치(2)의 턴온(TURN ON) 및 턴오프(TURN OFF) 상태를 변경할 수 있도록 동작한다. 즉, 지문인식을 진행하지 않은 상태에서는 사용자가 대기전류 차단스위치(2)의 턴온(TURN ON) 및 턴오프(TURN OFF) 상태를 변경할 수 없도록 제한된다.
이때, 대기전류 차단스위치(2)의 지문 인식부가 동작하기 위해서는 전원이 공급되어야 하는데, 본 실시예에서는 전원공급 캐패시터(12)에서 지문 인식부의 구동전원을 공급하도록 구성된다.
즉, 전원공급 캐패시터(12)는 캐패시터 형태로 구동전원을 충전하고 있으며, 그 충전용량은 지문 인식부를 최소 5회 이상 동작시킬 수 있는 용량을 구비하는 것이 바람직하다.
전원공급 캐패시터(12)는 적어도 하나 이상의 캐패시터로 형성되므로, 시간이 지남에 따라 충전량이 점진적으로 감소한다. 따라서 충전 제어부(11)는 주기적으로 대기전류 차단스위치(2)를 턴온(TURN ON) 시켜서 충전용 직류전원을 생성하도록 제어하며, 생성된 충전용 직류전원을 전원공급 캐패시터(12)에 공급하여 충전용량을 주기적으로 보충시키도록 제어한다.
또한, 대기전류 차단스위치(2)는 회전 스위치가 내장될 수 있는데, 회전 스위치의 회전량은 충전 제어부(11)로 전달되고 충전 제어부(11)는 회전 스위치의 회전량에 비례하는 시간동안 충전용 직류전원을 출력하도록 제어할 수 있다.
즉, 사용자가 지문을 인식한 후 소정의 시간 이내에 회전 스위치를 회전시킬 경우 회전 스위치의 회전량에 해당하는 시간동안만 충전용 직류전원이 출력된 후, 자동으로 대기전류 차단스위치(2)의 상태가 턴오프(TURN OFF) 상태로 전환되도록 동작할 수 있다.
또한, 충전 제어부(11)는 전압 부스팅 회로를 내장할 수 있는데, 전압 부스팅 회로는 전원공급 캐패시터(12)의 충전주기 사이마다 일정한 간격으로 동작할 수 있다.
예를 들면 충전 제어부(11)가 전원공급 캐패시터(12)를 5번째 충전할 때마다 6번째 충전하는 시점에 전압 부스팅 회로가 동작하도록 설정될 수 있다.
전압 부스팅 회로가 동작한다는 것은 충전용 직류전원이 4.2V 라고 가정할 때, 4.2V보다 더 높은 전압으로 승압시켜 전원공급 캐패시터(12)에 충전전하를 공급하는 것을 의미한다.
이는 전원공급 캐패시터(12)의 전하 충전효율을 증가시키기 위함이며 전압 부스팅 회로의 동작 주기는 휴대용 단말기 충전기의 사용시간에 비례하여 빨라지도록 설정되는 것이 바람직하다. 즉, 충전 제어부(11)는 휴대용 단말기 충전기의 동작시간을 누적하고 있으며, 그 누적량을 고려하여 전압 부스팅 회로의 동작주기를 점점 빠르게 조정할 수 있다.
참고적으로, 전원공급 캐패시터(12)는 복수의 의사 캐패시터로 구성될 수 있는데, 충전 제어부(11)는 충전전력의 크기에 따라 복수의 의사 캐패시터 중 적어도 어느 하나를 선택적으로 충전하도록 구성될 수 있다. 그 충전방식에 대해서 상세히 설명하면 다음과 같다.
복수의 의사 캐패시터가 3개 배치될 경우, 즉 제1 의사 캐패시터, 제2 의사 캐패시터 및 제3 의사 캐패시터가 배치된다고 가정한다. 이때 제1 의사 캐패시터의 충전용량이 가장 크고, 제2 의사 캐패시터의 충전용량은 제1 의사 캐패시터보다 작고, 제3 의사 캐패시터의 충전용량은 제2 의사 캐패시터보다 더 작다고 가정한다.
충전 제어부(11)는 제1 의사 캐패시터, 제2 의사 캐패시터 및 제3 의사 캐패시터의 충전량을 감지한 후, 충전량이 가장 높은 순서대로 대기전류 차단스위치(2)에 캐패시터의 전력을 공급한다.
예를 들면, 제1 의사 캐패시터의 충전량이 60%이고, 제2 의사 캐패시터의 충전량이 70%이고, 제3 의사 캐패시터의 충전량이 80%일 경우,
제3 의사 캐패시터의 전력을 대기전류 차단스위치(2)에 우선으로 공급하다가, 충전량이 40%에 도달하면 제3 의사 캐패시터의 전력공급을 차단하고 제2 의사 캐패시터의 전력을 대기전류 차단스위치(2)에 공급한다. 또한, 제2 의사 캐패시터의 충전량이 40%에 도달하면 제2 의사 캐패시터의 전력공급을 차단하고 제1 의사 캐패시터의 전력을 대기전류 차단스위치(2)에 공급한다.
또한, 제1 내지 제3 의사 캐패시터의 충전량이 모두 40% 이하 일 경우, 충전 제어부(11)는 제1 내지 제3 의사 캐패시터를 병렬로 연결하도록 제어하여 대기전류 차단스위치(2)에 전력을 공급한다.
충전 제어부(11)는 충전용량이 가장 큰 제1 의사 캐패시터가 90% 이상 충전될 경우, 충전량을 90% 이상 유지하는 상태에서, 제1 의사 캐패시터의 충전전력을 제2 및 제3 의사 캐패시터로 전달하여 충전상태의 균형을 유지하도록 제어할 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 휴대용 단말기 충전기는, 충전기에 대기전류 차단스위치를 추가하여 편리하게 대기전류를 차단할 수 있으며, 대기전류를 원천적으로 차단함으로써 단자의 정전기 발생을 방지할 수 있다.
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1 : 충전기 본체
2 : 대기전류 차단스위치
3 : 전원 플러그
4 : USB 포트
5 : 핸드폰 연결단자부
6 : 핸드폰 충전선
7 : 충전 케이블선 USB 단자부
11 : 충전 제어부
12 : 전원공급 캐패시터

Claims (3)

  1. 교류전원을 공급받아 충전용 직류전원으로 변환하여 출력하는 충전회로가 내장된 충전기 본체;
    상기 충전기 본체의 일측에 형성되며, 턴온(TURN ON) 및 턴오프(TURN OFF) 상태에 따라 상기 충전회로에 공급되는 상기 교류전원을 선택적으로 연결시키되, 지문 인식부가 내장되어 사용자의 지문인증 후 소정의 기간 동안에만 상기 사용자만이 턴온(TURN ON) 및 턴오프(TURN OFF)상태를 변경 가능하도록 동작하는 대기전류 차단스위치;
    상기 지문 인식부에 구동전원을 공급하는 전원공급 캐패시터; 및
    주기적으로 상기 대기전류 차단스위치를 턴온(TURN ON)시켜 상기 충전용 직류전원을 주기적으로 생성하도록 제어하여 상기 전원공급 캐패시터에 공급하는 충전 제어부;를 포함하고,
    상기 대기전류 차단스위치는 회전 스위치가 내장되고, 상기 충전 제어부는 상기 회전 스위치의 회전량에 비례하는 시간동안 상기 충전용 직류전원을 출력하도록 제어하며,
    상기 충전 제어부에는 전압 부스팅 회로가 내장되어 상기 전원공급 캐패시터의 충전주기 사이마다 일정한 간격으로 상기 전원공급 캐패시터에 더 높은 전압으로 충전전하를 공급하는 것을 특징으로 하는 휴대용 단말기 충전기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 교류전원을 입력받기 위한 전원 플러그;
    상기 충전용 직류전원을 출력하기 위한 USB 포트; 및
    상기 USB 포트와 휴대용 단말기의 충전포트에 각각 삽입되어 상기 충전용 직류전원을 공급하는 단말기 충전라인;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 단말기 충전기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 충전회로는,
    220V/단상의 상기 교류전원을 입력받는 변압기;
    상기 변압기에서 출력되는 직류전원을 정류하여 상기 충전용 직류전원으로 출력하는 정류회로; 및
    상기 대기전류 차단스위치의 스위칭 상태에 따라 상기 변압기에 입력되는220V/단상의 상기 교류전원을 선택적으로 공급하는 전원라인;을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 단말기 충전기.
KR1020180017822A 2018-02-13 2018-02-13 대기전류를 차단할 수 있는 휴대용 단말기 충전기 KR102125929B1 (ko)

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