KR19990049413A - 배터리 충전 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

배터리에 충전이 완료되었을 때 배터리를 자동으로 분리시키기 위한 배터리 충전 장치는 충전시키고자 하는 배터리가 수납되는 수납부와 수납부의 일면에 노출되도록 설치되고, 배터리가 수납부에 수납되었을 때 배터리의 충전 단자와 전기적으로 연결되는 커넥터와 수납부 상에 설치되고, 배터리가 수납부에 수납되는 방향과 평행하게 작용하면서 수납 방향과 반대되는 방향으로 힘을 받도록 배터리에 탄성력을 부여하는 탄성 부재와 배터리가 수납부에 결합되어 커넥터와 연결되었을 때 배터리가 수납부로부터 이탈하지 않도록 하는 잠금 부재 및 배터리에 충전이 완료되었을 때 잠금 부재가 배터리로부터 분리되도록 하는 분리 신호를 발생시키는 제어부를 포함한다.

Description

배터리 충전 장치 및 그 제어 방법.(BATTERY CHARGER AND CONTROL METHOD OF THE CHARGER)

본 발명은 배터리 충전 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 외부 전원과 연결되어 배터리를 충전하기 위하여 사용되는 배터리 충전 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

각종 휴대용 전자 시스템의 발전으로 각종 배터리가 사용되고 있다. 이와 같은 배터리는 그 종류가 매우 다양하지만, 일반적으로 충전하여 재 사용할 수 있는 배터리와 한 번만 사용할 수 있는 배터리로 구분할 수 있다.

도 1에서 도시한 배터리 충전 장치(10)는 외부의 전원과 연결되어 수납부(12)에 결합된 배터리(16)를 충전하게 된다. 그리고, 상기 배터리(16)의 충전 상태는 상기 배터리 충전 장치(10)의 전면에 설치된 LED(14)를 통하여 사용자가 알 수 있도록 한다. 즉, 상기 배터리(16)가 충전이 완전하게 되지 않았을 때와 충전이 완료되었을 때 상기 LED(14)의 색이 다르게 변하도록 하는 것이다.

그러나, 이와 같은 종래 배터리 충전 장치는 배터리의 충전이 완료되었을 때 사용자가 LED를 통하여 직접 확인하고, 배터리를 상기 배터리 충전 장치로부터 분리해야 하는 불편한 점이 있었다. 또한, 배터리가 불량일 때에도 배터리가 계속 충전되므로써 상기 배터리 충전 장치가 나쁜 영향을 받을 수도 있다. 또한, 배터리의 충전 상태를 확인하지 않고, 그대로 둘 경우 배터리 및 배터리 충전 장치에 치명적인 손상을 줄 수 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 사용자가 배터리의 충전 상태를 확인하지 않아도, 배터리의 충전이 완료되었을 때 상기 배터리의 충전을 정지시켜 상기 배터리의 상태를 안전하게 유지시킬 수 있는 새로운 형태의 배터리 충전 장치 및 그 제어 방법을 제공하는데 있다.

도 1은 종래 배터리 충전 장치에 배터리가 결합되는 상태를 도시한 사시도,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충전 장치에 배터리가 결합되는 상태를 도시한 사시도,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충전 장치에 배터리가 결합되었을 때의 상태를 도시한 측단면도,

도 4는 도 3의 상태에서 배터리의 충전이 완료되었을 때 배터리를 자동으로 분리시키는 상태를 도시한 측단면도,

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충전 장치를 제어하는 방법을 도시한 순서도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

19 : 배터리 20 : 배터리 충전 장치

22 : 수납부 23 : 스톱퍼

24 : 커넥터 26,42 : 스프링

28 : 관통홀 30 : 잠금 부재

32 : 제어부 34 : 전자석

36 : 작동자 38 : 시소축

40 : 걸림훅

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 배터리 충전 장치는 충전시키고자 하는 배터리가 수납되는 수납부와; 상기 수납부의 일면에 노출되도록 설치되고, 상기 배터리가 상기 수납부에 수납되었을 때 상기 배터리의 충전 단자와 전기적으로 연결되는 커넥터와; 상기 수납부 상에 설치되고, 상기 배터리가 상기 수납부에 수납되는 방향과 평행하게 작용하면서 수납 방향과 반대되는 방향으로 힘을 받도록 상기 배터리에 탄성력을 부여하는 탄성 부재와; 상기 배터리가 상기 수납부에 결합되어 상기 커넥터와 연결되었을 때 상기 배터리가 상기 수납부로부터 이탈하지 않도록 하는 잠금 부재 및; 상기 배터리에 충전이 완료되었을 때 상기 잠금 부재가 상기 배터리로부터 분리되도록 하는 분리 신호를 발생시키는 제어부를 포함한다.

이와 같은 본 발명에서 상기 잠금 부재는 상기 제어부로부터 발생된 분리 신호에 응답하여 자성을 갖는 전자석과; 상기 배터리 충전 장치의 내부에서 양단이 시소(seesaw)와 같은 운동을 하도록 힌지 결합되는 시소축과; 상기 시소축의 일단에 설치되고, 상기 전자석과 근접되도록 위치되어 상기 전자석이 자성을 가지면 상기 전자석과 결합되는 작동자와; 상기 작동자와 반대되는 상기 시소축의 일단에 설치되고, 상기 수납부로 관통되어 형성된 관통홀 상에서 상하 운동하면서 상기 배터리와 결합 또는 분리되는 걸림훅 및; 상기 배터리 충전 장치의 내부에 설치되고, 상기 걸림훅이 상기 관통홀을 향하여 돌출되도록 하는 탄성력을 부여하는 스프링을 포함한다. 상기 탄성부재가 설치된 면과 반대되는 방향에서 상기 수납부 상에 형성되는 스톱퍼를 부가한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 배터리 충전 장치의 제어 방법은 배터리가 수납부에 수납되어 상기 배터리의 단자와 커넥터가 연결되었는지를 검출하는 단계와; 상기 배터리의 단자와 커넥터가 연결되었을 때 배터리의 종류를 확인하는 단계와; 상기 배터리의 종류에 대응되는 충전 모드로 상기 배터리를 충전하는 단계 및; 상기 배터리에 충전이 완료되었을 때 배터리 분리 신호를 발생시키는 단계를 포함한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면 도 2 내지 도 5에 의거하여 상세히 설명하며, 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 병기한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충전 장치에 배터리가 결합되는 상태를 도시한 사시도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충전 장치(20)는 충전시키고자 하는 배터리(19)가 수납되는 수납부(22)가 형성되어 있다. 그리고, 상기 수납부(22)의 일면에 노출되도록 설치되고, 상기 배터리(19)가 상기 수납부(22)에 수납되었을 때 상기 배터리(19)의 충전 단자와 전기적으로 연결되는 커넥터(24)가 설치되어 있다.

한편, 상기 배터리(19)가 충전이 완료되었을 때 상기 수납부(22)로부터 이탈시키기 위하여 탄성 부재와 잠금 부재(30)가 설치되어 있다. 이때, 상기 탄성 부재는 상기 수납부(22) 상에 설치되고, 상기 배터리(19)가 상기 수납부(22)에 수납되는 방향과 평행하게 작용하면서 수납 방향과 반대되는 방향으로 힘을 받도록 상기 배터리(19)에 탄성력을 부여하는 스프링(26)이다. 그리고, 상기 잠금 부재(30)는 상기 배터리(19)가 상기 수납부(22)에 결합되어 상기 커넥터(24)와 연결되었을 때 상기 배터리(19)가 상기 수납부(22)로부터 이탈하지 않도록 한다.

한편, 상기 배터리 충전 장치(20)에는 상기 배터리(19)를 충전시키기 위한 충전 회로가 설치되며, 상기 배터리(19)의 충전 단자가 상기 커넥터(24)에 연결되는 것을 검출하고, 상기 배터리(19)의 종류에 따라서 충전 모드를 설정하기 위한 제어부가 설치되어 있다. 이와 같은 상기 제어부는 상기 배터리(19)에 충전이 완료되었을 때 상기 잠금 부재(30)가 상기 배터리(19)로부터 분리되도록 하는 분리 신호를 발생시킨다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충전 장치에 배터리가 결합되었을 때의 상태를 도시한 측단면도이고, 도 4는 도 3의 상태에서 배터리의 충전이 완료되었을 때 배터리를 자동으로 분리시키는 상태를 도시한 측단면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 배터리(19)는 잠금 부재(30)에 의해서 상기 수납부(22)로부터 이탈하지 않는 것을 알 수 있다. 그리고, 상기 잠금 부재가 해지되었을 때 커넥터(24)가 형성된 면에 설치된 스프링(26)의 탄성력에 의해서 상기 수납부(22)로부터 이탈되는 것을 알 수 있다. 이때, 상기 배터리(19)가 이탈되는 방향 즉, 상기 스프링(26)이 설치되는 방향과 반대되는 방향에는 스톱퍼(23)가 설치되어 상기 배터리(19)가 상기 스프링(26)에 의해서 이탈될 때 상기 배터리(19)가 충전 장치(20)의 외부로 나가는 것을 방지하게 된다. 또한, 상기 잠금 부재(30)는 상기 배터리 충전 장치(20)의 충전을 제어하는 제어부(32)에 의해서 제어를 받는 것을 알 수 있다.

한편, 상기 잠금 부재(30)는 상기 제어부(32)로부터 발생된 분리 신호에 응답하여 자성을 갖는 전자석(34)과 상기 배터리 충전 장치(20)의 내부에서 양단이 시소(seesaw)와 같은 운동을 하도록 힌지 결합되는 시소축(38)과 상기 시소축(38)의 일단에 설치되고, 상기 전자석(34)과 근접되도록 위치되어 상기 전자석(34)이 자성을 가지면 상기 전자석(34)과 결합되는 작동자(36)와 상기 작동자(36)와 반대되는 상기 시소축(38)의 일단에 설치되고, 상기 수납부(22)로 관통되어 형성된 관통홀(28) 상에서 상하 운동하면서 상기 배터리(19)와 결합 또는 분리되는 걸림훅(30)과 상기 배터리 충전 장치(20)의 내부에 설치되고, 상기 걸림훅(30)이 상기 관통홀(28)을 향하여 돌출되도록 하는 탄성력을 부여하는 스프링(42)으로 구성된다.

이와 같은 구성을 갖는 잠금 부재(30)에 의해서 상기 배터리(19)는 충전이 완료되면 상기 수납부(22)로부터 이탈하게 된다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충전 장치를 제어하는 방법을 도시한 순서도이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면서 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충전 장치에 의해서 배터리를 충전하는 방법과 충전이 완료되었을 때 배터리를 분리시키는 방법을 설명한다.

먼저, 수납부(22)에 배터리(19)가 수납되면, 상기 배터리(19)의 뒷면은 스프링(42)에 의해서 외부로 돌출되는 걸림훅(40)에 의해서 지지된다. 이때, 상기 배터리(19)의 단자와 커넥터(24)가 연결되면, 제어부(32)는 상기 배터리(19)가 연결된 것을 인식(S100)한다. 그러면, 상기 제어부(32)는 상기 배터리(19)의 종류를 확인하는 단계(S110)를 거쳐서 상기 배터리(19)의 종류에 대응되는 충전 모드를 설정(S120)하여 상기 배터리(19)를 충전하는 단계(S130)를 수행한다. 그리고, 상기 배터리(19)에 충전이 완료되었는지를 판단(S140)하고, 충전이 완료되었을 때 배터리 분리 신호를 발생시키는 단계(S150)를 수행한다.

이와 같이 상기 제어부(32)에서 배터리 분리 신호를 발생하면, 전자석(34)은 자장을 형성한다. 그러면, 작동자(36)가 상기 전자석(34)과 결합되므로 시소 운동에 의해서 걸림훅(40)은 상기 배터리(19)로부터 분리되어 내부로 삽입된다. 따라서, 상기 배터리(19)는 상기 수납부(22)로부터 이탈되는 것이다.

이와 같은 본 발명을 적용하면 사용자가 배터리의 충전 상태를 확인하지 않아도, 배터리의 충전이 완료되었을 때 상기 배터리의 충전을 완료하고, 상기 배터리를 배터리 충전 장치로부터 분리되도록 하므로 과충전으로 인하여 상기 배터리가 손상되는 것을 방지할 수 있다.

Claims (4)

1. 충전시키고자 하는 배터리가 수납되는 수납부와;

   상기 수납부의 일면에 노출되도록 설치되고, 상기 배터리가 상기 수납부에 수납되었을 때 상기 배터리의 충전 단자와 전기적으로 연결되는 커넥터와;

   상기 수납부 상에 설치되고, 상기 배터리가 상기 수납부에 수납되는 방향과 평행하게 작용하면서 수납 방향과 반대되는 방향으로 힘을 받도록 상기 배터리에 탄성력을 부여하는 탄성 부재와;

   상기 배터리가 상기 수납부에 결합되어 상기 커넥터와 연결되었을 때 상기 배터리가 상기 수납부로부터 이탈하지 않도록 하는 잠금 부재 및;

   상기 배터리에 충전이 완료되었을 때 상기 잠금 부재가 상기 배터리로부터 분리되도록 하는 분리 신호를 발생시키는 제어부를 포함하여, 상기 배터리가 충전이 완료되었을 때 상기 수납부로부터 이탈되도록 하는 것을 특징으로 하는 배터리 충전 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 잠금 부재는 상기 제어부로부터 발생된 분리 신호에 응답하여 자성을 갖는 전자석과;

   상기 배터리 충전 장치의 내부에서 양단이 시소(seesaw)와 같은 운동을 하도록 힌지 결합되는 시소축과;

   상기 시소축의 일단에 설치되고, 상기 전자석과 근접되도록 위치되어 상기 전자석이 자성을 가지면 상기 전자석과 결합되는 작동자와;

   상기 작동자와 반대되는 상기 시소축의 일단에 설치되고, 상기 수납부로 관통되어 형성된 관통홀 상에서 상하 운동하면서 상기 배터리와 결합 또는 분리되는 걸림훅 및;

   상기 배터리 충전 장치의 내부에 설치되고, 상기 걸림훅이 상기 관통홀을 향하여 돌출되도록 하는 탄성력을 부여하는 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 충전 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 탄성부재가 설치된 면과 반대되는 방향에서 상기 수납부 상에 형성되는 스톱퍼를 부가하여, 상기 잠금 부재가 상기 배터리로부터 분리되어 상기 배터리가 상기 수납부로부터 이탈될 때 상기 배터리가 충전 장치의 외부로 나가지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 배터리 충전 장치.
4. 배터리 충전 장치의 제어 방법에 있어서,

   배터리가 수납부에 수납되어 상기 배터리의 단자와 커넥터가 연결되었는지를 검출하는 단계와;

   상기 배터리의 단자와 커넥터가 연결되었을 때 배터리의 종류를 확인하는 단계와;

   상기 배터리의 종류에 대응되는 충전 모드로 상기 배터리를 충전하는 단계 및;

   상기 배터리에 충전이 완료되었을 때 배터리 분리 신호를 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 충전 장치의 제어 방법.