KR102200387B1 - 배터리용 프리전압 멀티 충전장치 - Google Patents

배터리용 프리전압 멀티 충전장치 Download PDF

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Abstract

개시된 내용은 하나의 충전기 본체에 서로 다른 충전전압 및 종류의 배터리가 장착될 수 있는 충전키트 다수 개가 충전 가능하게 결합될 수 있어 하나의 충전장치로 다양한 전압 및 종류의 배터리가 충전될 수 있는 배터리용 프리전압 멀티 충전장치에 관한 것이다.
개시된 내용의 일 실시 예에 따른 배터리용 프리전압 멀티 충전장치는 일방으로 길이를 갖는 직육면 형상으로 형성되되 그 길이방향의 일측면에 한 개 이상의 충전소켓이 형성되고 상부면에는 충전상태가 표시되는 디스플레이어가 구비되며 외부 전원과 전원공급 가능하게 접속되는 충전기 본체와, 그 일단이 상기 충전소켓 측에 자력에 의해 탈부착 가능하게 결합되되 상부면에는 배터리가 착탈 가능하게 장착되는 장착홈이 형성되며 상기 충전소켓 측으로의 결합시 상기 장착홈 내에 장착된 배터리가 충전되게 하는 한 개 이상의 충전키트와, 상기 충전기 본체 내에 구비되며 상기 충전키트가 상기 충전소켓 측에 결합될 시에 상기 장착홈 내에 장착된 배터리의 충전전압 및 충전조건이 판별되며 판별 후 충전에 필요한 전원이 상기 충전기 본체로부터 공급되게 하는 제어부가 포함된다.

Description

배터리용 프리전압 멀티 충전장치{FREE VOLTAGE MULTI CHARGING DEVICE FOR BATTERY}
개시된 내용은 다양한 전압 및 종류의 전자제품에서 사용되는 배터리의 충전에 사용되는 배터리용 프리전압 멀티 충전장치에 관련된다.
본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래기술이라고 인정되는 것은 아니다.
최근 디지털카메라, 스마트폰, 노트북, 태블릿PC, 청소기 등 배터리가 장착되어 있는 전자제품이 널리 사용되고 있으며 전원공급이 실시간으로 이루어지지 않는 야외에서도 이들의 작동이 원활하게 이루어질 수 있도록 전원공급장치로서 충전 배터리가 사용되고 있다. 이러한 충전 배터리에는 리튬이온(Li-ion) 배터리, 니켈수소(Ni-MH) 배터리 등이 사용된다.
이와 같은 충전 배터리는 배터리 용량에 따라서 충전전압이 모두 상이하고, 실시간 충전이 불가한 야외에서 장시간 사용하게 되면 배터리가 방전되면 전자제품을 더 이상 사용하지 못하게 된다.
이 경우, 여분의 배터리를 추가로 준비해 사용하거나, 주변 카페나 관공서, 차량, 편의점 등 충전 가능한 장소로 이동해서 긴급하게 배터리를 충전해서 재사용해야 하는 불편함이 있었다. 또한, 여행이나 출장시에는 배터리의 충전을 위한 충전기를 별도로 준비해야 하는데, 면도기, 스마트폰, 태블릿PC 등 서로 다른 전압 및 종류의 전자제품이 모두 함께 충전되는 충전기가 없어 세 가지 충전기를 모두 준비해야 하는 번거로움이 있었다.이는 전자제품 종류별로, 그리고 브랜드별로 배터리의 크기와 충전전압이 모두 상이하며 충전기의 충전단자 또한 모두 상이하기 때문이다. 뿐만 아니라 여분의 배터리를 준비하는 경우 배터리 구매비용이 추가로 지출되는 문제가 있었다.
1. 대한민국 특허공개 제10-2015-0094974호(2015.08.20) 2. 대한민국 특허등록 제10-1026223호(2011.03.24) 3. 대한민국 특허등록 제10-1290890호(2013.07.23)
하나의 충전기로 다양한 전압 및 종류의 전자제품 배터리가 충전될 수 있는 배터리용 프리전압 멀티 충전장치를 제공하고자 한다.
하나의 실시 예로서 개시된 내용은 일방으로 길이를 갖는 직육면 형상으로 형성되되 그 길이방향의 일측면에 한 개 이상의 충전소켓이 형성되고 상부면에는 충전상태가 표시되는 디스플레이어가 구비되며 외부 전원과 전원공급 가능하게 접속되는 충전기 본체와, 그 일단이 상기 충전소켓 측에 자력에 의해 탈부착 가능하게 결합되되 상부면에는 배터리가 착탈 가능하게 장착되는 장착홈이 형성되며 상기 충전소켓 측으로의 결합시 상기 장착홈 내에 장착된 배터리가 충전되게 하는 한 개 이상의 충전키트와, 상기 충전기 본체 내에 구비되며 상기 충전키트가 상기 충전소켓 측에 결합될 시에 상기 장착홈 내에 장착된 배터리의 충전전압 및 충전조건이 판별되며 판별 후 충전에 필요한 전원이 상기 충전기 본체로부터 공급되게 하는 제어부가 포함되는 배터리용 프리전압 멀티 충전장치에 대해 기술하고 있다.
이상에서와 같은 배터리용 프리전압 멀티 충전장치에 의하면, 하나의 충전기 본체에 서로 다른 전압 및 종류의 배터리가 장착될 수 있는 충전키트 다수 개가 충전 가능하게 결합될 수 있어 하나의 충전장치로 다양한 종류의 배터리가 충전될 수 있는 탁월한 효과를 갖는다.
도 1은 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 배터리용 프리전압 멀티 충전장치의 사시도.
도 2는 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 배터리용 프리전압 멀티 충전장치의 분해사시도.
도 3은 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 배터리용 프리전압 멀티 충전장치의 다른 분해사시도.
도 4는 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 배터리용 프리전압 멀티 충전장치의 사용상태도.
개시된 내용의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 개시된 내용은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 개시된 내용의 개시가 완전하도록 하고, 개시된 내용이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 개시된 내용의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 개시된 내용은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
개시된 내용의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 개시된 내용의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술 되는 용어들은 개시된 내용의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1 내지 도 4는 개시된 내용에 따른 하나의 실시 예를 도시하고 있다. 도 1은 사시도이고, 도 2 및 도 3은 분해사시도이며, 도 4는 사용상태도이다.
이하에는 도 1 내지 도 3을 참조하여 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 배터리용 프리전압 멀티 충전장치(1)의 구성부재와 그 연결관계에 대해서 상세하게 설명하기로 한다.
먼저, 도 1을 참조하면 충전기 본체(10)가 구비된다. 이 충전기 본체(10)는 추후에 설명될 충전키트(20)와 배터리(40) 충전 가능하게 결합되는 역할을 한다. 이러한 충전기 본체(10)는 일방으로 길이를 갖는 직육면 형상으로 형성되되 그 길이방향의 일측면에 한 개 이상의 충전소켓(11)이 형성된다.
그리고 그 상부면에는 충전상태가 표시되는 디스플레이어(13)가 구비되며, 일측에는 외부 전원과 전원공급 가능하게 접속되는 전원케이블(14)이 연결 구비된다. 이때 전원케이블(14)의 일단은 충전기 본체(10) 측에 결합되고 타단은 USB 단자 형상으로 형성되어 PC나 노트북에 결합 될 수도 있고 USB 단자에 콘덴서에 결합 가능한 어댑터를 결합하고 이 어댑터가 220V 콘덴서에 결합될 수도 있다. 이러한 전원케이블(14)을 통해서 두 개의 배터리(40)가 동시에, 또는 개별적으로 충전될 수 있도록 하되, 충전전압은 각각의 배터리마다 요구되는 최적의 충전전압으로 조절되어 공급될 수 있다.
전술한 충전기 본체(10)는 일방향으로 길이를 갖는 직육면체 형상으로 형성되는데, 이는 충전소켓(11)이 충전기 본체(10)의 일측면을 따라 배열되기 때문이며 충전소켓(11)이 몇개 형성되는지에 따라 그 길이는 다양하게 변경될 수 있다. 그리고 개시된 내용에서는 충전기 본체(10)의 일측면을 따라 충전소켓(11)이 형성되는 것으로 하여 그 형상이 직육면형상으로 형성되는 것으로 하였으나 충전기 본체(10)가 정육면체 형상으로 형성되고 일측면 만이 아닌 두 개 이상의 측면에 충전소켓(11)이 형성될 수도 있음은 물론이다.
전술한 전원케이블(14)은 추후에 설명될 제어부(30)와 전기적으로 접속되고, 제어부(30)는 또한 디스플레이어(13)와 전기적으로 접속된다. 전술한 디스플에이어는 충전키트(20) 별로 충전상태와 충전시간 등 충전에 관련된 정보가 디스플레이되며 완충시 별도의 알람이 작동될 수도 있다.
그리고 전술한 충전소켓(11)은 모두 동일한 크기로 형성되되 상기 충전소켓(11) 내에는 제어부(30)와 전기적으로 접속되는 제 1 충전단자(12)가 구비되는데, 이 제 1 충전단자(12)는 추후에 설명될 제 2 충전단자(21)와 접속되어 배터리(40)의 충전에 필요한 전원이 공급되게 한다.
이와 같은 제 1 충전단자(12)는 모두 동일한 규격의 단자로 형성되고 추후에 설명될 제 2 충전단자(21) 또한 제 1 충전단자(12)에 탈착 가능하게 삽입될 수 있도록 모두 동일한 규격으로 형성되는 것으로 한다. 그리고 제 1 충전단자(12)가 내부로 함입 형성되고 제 2 충전단자(21)가 제 1 충전단자(12) 내에 삽입 가능하도록 돌출 형성되는 것으로 하되, 그 반대로 형성될 수도 있음은 물론이다.
또한 전술한 충전소켓(11) 내에는 금속부재(15)가 구비되는데 이는 충전키트(20)와 자력에 의해 결합되게 하는 역할을 한다. 충전소켓(11)은 내부로 오목한 홈 형상으로 형성되는데 이는 충전키트(20)의 일단이 그 내부로 삽입된 상태로 결합되게 하기 위함이다.
개시된 내용에서는 충전소켓(11) 내에 충전키트(20) 일단이 자력에 의해 결합되거나 압입 결합되는 것으로 하고, 이와는 별도로 제 1 충전단자(12) 및 제 2 충전단자(21)가 탈부착 가능하게 결합되는 것으로 하였으나, 충전소켓(11)과 충전키트(20)는 결합되지 않고 제 1 충전단자(12)와 제 2 충전단자(21)가 단독으로 자력 또는 압입에 의해 탈부착 가능하게 결합될 수도 있다.
다음으로, 도 2 및 도 3을 참조하면, 전술한 충전소켓(11) 측에는 다수 개의 충전키트(20)가 자력에 의해 탈부착 가능하게 결합된다. 이 충전키트(20)는 다양한 전압 및 종류의 배터리(40) 중 하나가 장착홈(22) 내에 장착된 상태로 충전기 본체(10)의 충전홈 내에 결합되어 해당 배터리(40)가 충전되게 하는 역할을 한다. 이를 위해 전술한 충전키트(20)는 그 일단이 충전소켓(11) 측에 자력에 의해 탈부착 가능하게 결합되되 상부면에는 배터리(40)가 착탈 가능하게 장착되는 장착홈(22)이 형성된다. 그리고 충전키트(20)의 일단에는 제 1 충전단자(12)와 전기적으로 접속되는 제 2 충전단자(21)가 구비된다.
전술한 다수 개 충전키트(20)의 장착홈(22)은 서로 다른 전압 및 종류의 배터리(40)가 선택적으로 장착될 수 있도록 서로 다른 형상으로 형성된다. 예를 들면, 하나의 충전키트(20) 장착홈(22)은 디지털 카메라용 배터리(40)가 장착될 수 있는 형상으로 형성되고, 다른 하나의 충전키트(20) 장착홈(22)은 청소기용 배터리(40)가 장착될 수 있는 형상으로 형성된다. 따라서 사용자는 충전기 본체(10) 한 개와 필요한 서로 다른 형상의 장착홈(22)이 형성된 다수 개의 충전키트(20)를 준비함으로써 다양한 전압 및 종류의 배터리(40)를 손쉽게 충전할 수 있게 된다.
또한, 전술한 장착홈(22) 내부에는 배터리(40) 장착시 배터리(40)와 전기적으로 접속되기 위한 제 3 충전단자(23)가 구비된다. 이 제 3 충전단자(23)는 장착홈(22) 내부에 결합되는 배터리(40)에 따라 그 위치와 크기가 상이하게 형성될 수 있다.
그리고 전술한 충전키트(20)의 일단에는 충전소켓(11)에 구비된 금속부재(15)와 인력이 발휘되는 자성체가 구비되어 충전키트(20)는 충전소켓(11) 내에 자력에 의해 탈부착 가능하게 결합된다. 따라서 충전키트(20)가 충전소켓(11)과 자력에 의해 안정적으로 결합될 수 있으며, 이때 제 1 충전단자(12)와 제 2 충전단자(21) 또한 안정적으로 접속된 상태에서 충전이 이루어질 수 있다.
개시된 내용의 일 실시 예에서는 충전소켓(11)과 충전키트(20)가 금속부재(15)와 자성체 간의 자력에 의해 결합되는 것으로 하였으나 충전키트(20) 일단이 충전소켓(11) 내에 압입 방식으로 탈부착 가능하게 결합될 수도 있다.
한편, 전술한 충전기 본체(10) 내에는 제어부(30)가 구비된다. 이 제어부(30)는 장착홈(22) 내에 장착된 배터리(40)의 충전전압 및 충전조건이 즉각 판별되고, 이를 통해 충전에 필요한 전원이 상기 충전기 본체(10)로부터 공급되게 하는 역할을 한다.
즉, 배터리(40)가 장착된 충전키트(20)가 충전기 본체(10)의 충전홈 내에 결합되거나 배터리(40)가 장착된 충전키트(20)가 충전소켓(11) 내에 결합되면 제어부(30)가 이를 감지하고 미세 전류를 흘려보내 해당 배터리(40)의 충전전압과 종류를 분석하게 된다. 분석이 마무리되면 그 결과에 맞는 충전전압이 공급되게 하여 배터리(40)가 충전되게 한다.
또한 전술한 제어부(30)에는 배터리(40)의 수명을 예측하는 기능이 더 포함될 수 있다. 즉, 제어부(30)에서 단일 주파수를 갖는 교류 신호를 배터리(40) 측에 인가하여 배터리(40)의 교류 임피던스를 측정하고 이를 이용해 배터리(40)의 수명을 예측하는 것으로 예측된 배터리(40)의 수명은 전술한 디스플레이어(13)에 표시될 수 있다. 이러한 교류 신호를 이용한 배터리의 수명 예측 방법은 이미 공지된 기술이므로 더 이상의 상세한 설명은 명세서의 간략화를 위해서 생략하기로 한다.
이하에는 도 4를 참조하여 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 배터리용 프리전압 멀티 충전장치(1)의 전체적인 사용방법에 대해서 상세하게 설명하기로 한다.
먼저, 충전기 본체(10)의 전원케이블(14)을 외부전원에 연결해 외부전원으로부터 전원공급 가능한 상태가 되게 한다. 그런 다음, 충전에 필요한 배터리(40) 종류에 맞는 충전키트(20)를 선택해, 해당 충전키트(20)의 장착홈(22) 내에 배터리(40)를 결합시킨다. 이때 배터리(40)는 장착홈(22) 내의 제 3 충전단자(23)에 충전 가능하게 접속된다.
그런 다음, 충전키트(20)를 충전기 본체(10)의 충전홈 내에 결합시키는데, 이때 충전키트(20)의 일단에 구비된 자성체와 충전홈 내에 구비된 금속부재(15)가 자력에 의해서 고정된다. 동시에 충전키트(20)의 제 2 충전단자(21)와 충전소켓(11) 내의 제 1 충전단자(12)가 전기적으로 접속된다.
결합이 완료되면, 제어부(30)에 의해 해당 배터리(40)의 전압 및 종류가 분석되고, 분석이 종료되면 그 결과에 맞는 충전전압이 공급되면서 배터리(40)가 충전되기 시작된다. 충전 중에는 디스플레이어(13)를 통해 충전상태가 표시되고, 충전이 종료되면 알람에 의해 충전완료를 알려주게 된다.
이상에서와 같은 배터리용 프리전압 멀티 충전장치(1)에 의하면, 하나의 충전기 본체(10)에 서로 다른 전압 및 종류의 배터리(40)가 장착될 수 있는 충전키트(20) 다수 개가 충전 가능하게 결합될 수 있어 하나의 충전장치로 다양한 전압 및 종류의 배터리(40)가 충전될 수 있다.
개시된 내용은 예시에 불과하며, 특허청구범위에서 청구하는 청구의 요지를 벗어나지 않고 당해 기술자라면 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변경 실시될 수 있으므로, 개시된 내용의 보호범위는 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 않는다.
1 : 배터리용 프리전압 멀티 충전장치
10 : 충전기 본체
11 : 충전소켓
12 : 제 1 충전단자
13 : 디스플레이어
14 : 전원케이블
15 : 금속부재
20 : 충전키트
21 : 제 2 충전단자
22 : 장착홈
23 : 제 3 충전단자
30 : 제어부
40 : 배터리

Claims (6)

  1. 일방으로 길이를 갖는 직육면 형상으로 형성되되 그 길이방향의 일측면에 다수 개의 충전소켓이 형성되고 상부면에는 충전상태가 표시되는 디스플레이어가 구비되며 외부 전원과 전원공급 가능하게 접속되는 충전기 본체;
    그 일단이 상기 충전소켓 측에 자력에 의해 탈부착 가능하게 결합되되 상부면에는 배터리가 착탈 가능하게 장착되는 장착홈이 형성되며 상기 충전소켓 측으로의 결합시 상기 장착홈 내에 장착된 배터리가 충전되게 하는 다수 개의 충전키트; 및
    상기 충전기 본체 내에 구비되며 상기 충전키트가 상기 충전소켓 측에 결합될 시에 상기 장착홈 내에 장착된 배터리의 충전전압 및 충전조건이 판별되며 판별 후 충전에 필요한 전원이 상기 충전기 본체로부터 공급되게 하고 상기 배터리의 교류 임피던스를 측정하여 상기 배터리의 수명을 예측한 후 상기 디스플레이어를 통해 표시되도록 하는 제어부;가 포함되고,
    상기 충전소켓은 상기 충전키트의 일단이 삽입되도록 내부로 오목한 홈 형상으로 형성되며, 상기 충전소켓 내에는 상기 제어부와 전기적으로 접속되는 제 1 충전단자가 구비되고, 상기 충전키트의 일단에는 상기 제 1 충전단자와 전기적으로 접속되는 제 2 충전단자가 구비되며,
    상기 제 1 충전단자는 내부로 함입 형성되고 상기 제 2 충전단자는 상기 제 1 충전단자 내에 삽입 가능하도록 돌출 형성되되, 상기 제 1 충전단자와 상기 제 2 충전단자는 각각 상기 충전키트에 관계없이 모두 동일한 규격으로 형성되며,
    상기 충전키트가 상기 충전소켓과 자력에 의해 결합될 시 상기 제 1 충전단자와 제 2 충전단자가 충전 가능하게 전기적으로 접속되며,
    상기 다수 개의 충전키트의 장착홈은 서로 다른 전압 및 종류의 배터리가 선택적으로 장착될 수 있도록 서로 다른 형상으로 형성되고, 상기 장착홈 내부에는 배터리 장착시 배터리와 전기적으로 접속되기 위한 제 3 충전단자가 구비되는 배터리용 프리전압 멀티 충전장치.
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