KR20010092094A - 전원용 커패시터의 전력사용효율을 증대시키기 위한 장치 - Google Patents

전원용 커패시터의 전력사용효율을 증대시키기 위한 장치 Download PDF

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KR20010092094A
KR20010092094A KR1020000014031A KR20000014031A KR20010092094A KR 20010092094 A KR20010092094 A KR 20010092094A KR 1020000014031 A KR1020000014031 A KR 1020000014031A KR 20000014031 A KR20000014031 A KR 20000014031A KR 20010092094 A KR20010092094 A KR 20010092094A
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이승엽
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Abstract

본 발명은 전원용 커패시터의 전력사용효율을 최대화시키기 위한 장치에 관한 것이다.
본 발명은 전자기기 본체와; 이 본체에 착탈 가능하게 부착되는 전지팩을 포함한다. 전지팩은 초급속 방전이 가능하여 상기 부하회로의 요구전력을 신속하게 추종할 수 있는 전원용 커패시터와; 상기 전원용 커패시터의 전압강하를 보상하기 위한 2차전지를 포함하고; 상기 전자기기본체는 상기 커패시터로부터 상기 부하회로로 공급되는 전원을 단속하기 위한 스위칭회로와; 상기 2차전지의 전압레벨을 감지하기 위한 전압검출회로와; 상기 전압검출회로로부터 검출된 전압에 근거하여 상기 스위칭회로의 온/오프를 제어하기 위한 제어회로를 포함한다. 상기 전지팩과 전자기기 본체 각각은 상기 커패시터와 부하회로를 전기적으로 접속시키는 전원공급단자와는 별도로, 상기 2차전지와 전압검출회로를 전기적으로 접속시키는 전압검출단자를 부가적으로 포함하고; 이로인해, 상기 전원용 커패시터의 전압 운영레벨이 상기 2차전지에 종속되지 않고 충분하게 보장됨으로써 상기 전원용 커패시터의 전력사용효율을 증대시킬 수 있다.

Description

전원용 커패시터의 전력사용효율을 증대시키기 위한 장치{A DEVICE FOR INCREASING AVAILABLE POWER EFFICIENCY OF CAPACITOR FOR POWER SUPPLY}
본 발명은 충방전이 가능한 배터리에 의해 구동되는 디지탈 전자기기의 전원공급 제어회로에 관한 것으로서, 특히, 전원용 커패시터의 전력사용효율을 최대화시키기 위한 장치에 관한 것이다.
디지탈 부하를 포함하는 전자기기의 전원공급원으로서 충, 방전이 가능한 2차 배터리(또는 2차전지)가 널리 사용되고 있다. 이 2차 배터리는 한번 사용하고 버리는 종래의 1차전지에 비해 충전을 통해 재 사용이 가능한 장점을 갖는다.
그러나, 종래의 디지탈 부하를 갖는 전원공급계통에 있어서는 2차 배터리가 부하의 전류소모특성을 잘 추종하지 못하기 때문에 전력의 사용효율이 극히 저조하다는 문제점이 있었다.
따라서, 디지탈 부하의 펄스형 전력을 신속하게 추종할 수 있도록 급속 충, 방전이 가능한 커패시터(특히, 전기이중층 커패시터)를 디지탈 부하의 전원으로 사용하는 전원공급 제어회로가 본 발명자에 의해 제안되었다.
이와같이, 디지탈 부하의 주전원으로서 커패시터를 사용하고, 보조전원으로서 배터리를 사용하게 되면, 배터리의 성능 역시 개선할 수 있다.
이를 도 2의 배터리 시간-전압 특성곡선을 참조하여 설명한다.
디지탈 부하의 전원으로서 배터리와 더불어 커패시터를 사용할 경우, 이 배터리의 거시적인 전압특성은 곡선 ⓐ와 같은 특성을 나타낸다. 즉, 전체 배터리 전압특성 곡선이 배터리 방전기간(ⅱ)과 배터리 분극해소기간(ⅰ)으로 이루어진다.
반면에, 디지탈 부하의 전원으로서 배터리만을 사용할 경우, 이 배터리의 전압특성은 곡선 ⓑ와 같은 특성을 나타낸다. 즉, 전체 배터리 전압특성 곡선이 대부분 배터리 방전기간으로 이루어진다.
상기 배터리 방전기간(ⅱ)은 배터리를 이용하여 주전원으로 사용되는 커패시터를 충전하는 기간이며, 상기 배터리 분극해소기간(ⅰ)은 부하에 전력을 공급하기 위해 커패시터가 방전되는 기간을 나타낸다.
일반적으로 2차전지의 경우 방전이 진행됨에 따라 배터리 내부에 분극현상이 발생하게 된다. 이 분극현상은 배터리의 수명을 단축시키고, 충방전 사이클을 감소시키며, 충방전 횟수를 줄이기 때문에 바람직하지 않다.
곡선 ⓐ와 같이 커패시터를 배터리와 함께 사용하게 되면, 커패시터가 방전되는 기간에는 배터리가 방전되지 않기 때문에 배터리 내부의 분극을 해소할 수 있는 기간을 가질 수 있다.
따라서, 배터리와 더불어 커패시터를 디지털 부하에 사용하게 되면, 배터리의 분극해소 시간이 길어져 사용시간 연장 및 충방전 횟수 증진효과를 얻을 수 있다.
도 1은 디지탈 부하의 전원으로 커패시터를 사용하는 전원공급계통의 전체적인 구성이 도시되어 있다.
동 도면으로부터 알 수 있는 바와같이, 디지탈 전자기기(특히, 휴대형 전자기기 즉, 휴대용 통신기기, 노트북 컴퓨터, MP3 등)는 부하회로(22)가 내장되는 전자기기 본체(20)와, 상기 부하회로(22)에 전원을 공급하기 위한 전원공급수단이 내장되는 전지팩(10)으로 구성된다.
상기 전지팩(10)은 다시 배터리(11), 제어유닛(13), 커패시터(14) 및 보호회로(12)로 이루어진다.
상기 배터리(11)는 전기에너지를 저장하고, 방전하는 일종의 전력저장소자로서 재충전이 가능한 2차전지이다.
상기 커패시터(14)는 일종의 전력저장소자의 하나인 전기 이중층 콘덴서(Electric Double Layer Capacitor: 이하, EDLC로 약칭)를 의미하는 것으로서 1차전지나 2차전지에 비해 초급속 충전과 방전이 가능하기 때문에 펄스형 전력이 요구되는 디지탈 부하의 주전원으로서 적합하다.
상기 제어유닛(13)은 상기 전원용 커패시터(14)의 출력전압을 감지하여 그 레벨이 일정레벨 이하로 떨어지면 상기 배터리(11)의 저장전력을 상기 커패시터에 공급할 수 있도록 상기 배터리와 커패시터 사이에 전원공급라인을 설정하기 위한 것이다.
따라서, 상기 제어유닛(13)은 전원용 커패시터의 완만한 전압강하와 급격한 전압강하에 따라 배터리에서 방전되는 전류의 크기를 조절하여 전력의 사용효율을 높힌다.
상기 보호회로(12)는 상기 배터리(11)의 충전시 발생되는 과충전으로부터 배터리를 보호하기 위한 것이다. 특히, 상기 배터리가 리튬이온 배터리인 경우에는 상기 보호회로는 필수적이다. 하지만, 상기 배터리가 다른 종류인 경우에는 상기 보호회로는 생략될 수도 있다.
상기 전자기기 본체(20)는 부하회로(22), 스위칭회로(21), 전압검출회로(23), 스위칭제어회로(24)로 이루어진다.
상기 부하회로(22)는 디지탈 전자기기에 적용되는 디지탈 부하로서, 특히 펄스형 전력특성을 갖는 가변부하를 뜻한다.
상기 스위칭회로(21)는 전지팩에 내장되어 있는 전원용 커패시터(14)와 상기 부하회로(22) 사이의 전원공급라인에 설치되어 부하회로에 공급되는 전원을 단속하기 위한 스위칭소자로 구성된다.
상기 전압검출회로(23)는 상기 전원용 커패시터(14)로부터 상기 전원공급라인을 통해 제공되는 전력의 전압을 센싱하기 위한 것이다.
상기 스위칭제어회로(24)는 상기 전압검출회로(23)로부터 센싱된 전압레벨이 일정 레벨(예를들어, 3.0V)이하일 경우 상기 스위칭회로를 개방하여 전원공급라인을 차단하기 위한 것이다.
이와같이, 디지탈 전자기기의 전원공급원으로서 EDLC를 사용하게 되면, 디지탈 부하의 펄스전력 특성에 신속하게 추종할 수 있어 안정적인 전력의 공급이 가능하게 된다.
반면에, 후술하는 바와같이 커패시터를 충분한 전압 레벨로 운영하지 못하는 문제를 가진다.
도 2에 도시된 바와같이, 일반적으로 2차배터리는 만충전상태에서 방전이 진행됨에 따라 서서히 그 전압레벨이 감소하여 일정 전압레벨(도 2의 경우 3.0V) 이하에서는 그 전압레벨이 급격히 떨어지는 것을 알 수 있다.
따라서, 배터리를 그 전압레벨이 급격히 떨어질때 까지 사용하게 되면, 배터리의 수명이 단축되고, 충방전 성능에 큰 문제점이 나타난다. 이러한 문제점을 해소하기 위해 종래에는 도 1과 같이 전자기기 본체내에 스위칭회로, 전압검출회로, 스위칭제어회로로 이루어지는 보호회로를 내장하여 배터리가 일정 전압레벨 이하로 떨어지기 전에 전원공급라인을 차단하여 배터리의 과방전을 방지하고 있다.
그러나, 도 1과 같이 부하에 대한 주전원으로서 배터리가 아니라 커패시터를 사용하는 경우에는 상기한 과방전 보호회로가 오히려 커패시터의 전력사용효율을 떨어뜨리게 된다.
즉, 일반적으로 커패시터는 배터리와는 달리 OV까지 방전하더라도 수명이나 충방전 특성에 아무런 영향이 없다. 따라서, 도 1의 과방전 보호회로는 커패시터의 전력을 더 사용할 수 있는 지점에서 배터리의 보호를 위해 전원공급라인을 차단하기 때문에 커패시터의 전압 운영범위를 감소시키는 결과를 초래한다.
본 발명의 목적은 배터리를 과방전으로 부터 보호할 뿐만 아니라 주전원으로서 사용되는 커패시터의 운영범위를 넓힘으로써 전원공급유닛의 전체적인 전력사용효율을 높힐 수 있는 장치를 제공하는 것이다.
이러한 목적에 기반하는 본 발명의 제 1 양태로서의 전원용 커패시터의 전력사용효율을 증대시키는 장치는 전원을 필요로 하는 부하회로를 내장하고 있는 전자기기 본체와; 이 본체에 착탈 가능하게 부착되어 상기 부하회로에 전원을 공급하기 위한 전지팩을 포함한다.
상기 전지팩은 (a) 초급속 방전이 가능하여 상기 부하회로의 요구전력을 신속하게 추종할 수 있는 전원용 커패시터와; (b) 상기 전원용 커패시터의 전압강하를 보상하기 위한 2차전지를 포함하고; 상기 전자기기본체는 (a) 상기 커패시터로부터 상기 부하회로로 공급되는 전원을 단속하기 위한 스위칭회로와; (b) 상기 2차전지의 전압레벨을 감지하기 위한 전압검출회로와; (c) 상기 전압검출회로로부터 검출된 전압에 근거하여 상기 스위칭회로의 온/오프를 제어하기 위한 제어회로를 포함한다. 상기 전지팩과 전자기기 본체 각각은 상기 커패시터와 부하회로를 전기적으로 접속시키는 전원공급단자와는 별도로, 상기 2차전지와 전압검출회로를 전기적으로 접속시키는 전압검출단자를 부가적으로 포함하고; 이로인해, 상기 전원용 커패시터의 전압 운영레벨이 상기 2차전지에 종속되지 않고 충분하게 보장됨으로써 상기 전원용 커패시터의 전력사용효율을 증대시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제 2 양태로서의 전원용 커패시터의 전력사용효율을 증대시키는 장치는 전원을 필요로 하는 부하회로를 내장하고 있는 전자기기 본체와; 이본체에 착탈 가능하게 부착되어 상기 부하회로를 구동시키기 위한 전원을 생성하는 2차전지를 내장하는 전지팩을 포함한다.
상기 전자기기본체는 (a) 상기 2차전지로부터 전력을 공급받아 이를 저장하고, 이 저장된 전력을 상기 부하회로에 공급하는 전원용 커패시터와; (a) 상기 커패시터로부터 상기 부하회로로 공급되는 전원을 단속하기 위한 스위칭회로와; (b) 상기 2차전지의 전압레벨을 감지하기 위한 전압검출회로와; (c) 상기 전압검출회로로부터 검출된 전압에 근거하여 상기 스위칭회로의 온/오프를 제어하기 위한 제어회로를 포함한다.
이때, 상기 전지팩과 전자기기 본체 각각은 상기 2차전지와 커패시터를 전기적으로 접속시키는 전원공급단자와는 별도로, 상기 2차전지와 전압검출회로를 전기적으로 접속시키는 전압검출단자를 부가적으로 포함하고; 이로인해, 상기 전원용 커패시터의 전압 운영레벨이 상기 2차전지에 종속되지 않고 충분하게 보장됨으로써 상기 전원용 커패시터의 전력사용효율을 증대시킬 수 있다.
본 발명의 제 3 양태로서의 전원용 커패시터의 전력사용효율을 증대시키는 장치는 전원을 필요로 하는 부하회로를 내장하고 있는 전자기기 본체와; 이 본체에 착탈 가능하게 부착되어 상기 부하회로에 전원을 공급하기 위한 전지팩을 포함한다.
상기 전지팩은 (a) 초급속 방전이 가능하여 상기 부하회로의 요구전력을 신속하게 추종할 수 있는 전원용 커패시터와; (b) 상기 커패시터의 전압강하를 보상하기 위한 2차전지와; (c) 상기 커패시터와 상기 부하회로를 연결하는 전원라인을단속하기 위한 스위칭회로와; (d) 상기 2차전지로부터 방전되는 전압의 레벨을 감지하기 위한 전압검출회로와; (e) 상기 전압검출회로로부터 검출된 전압에 근거하여 상기 스위칭회로의 온/오프를 제어하기 위한 제어회로를 포함하며, 이로인해, 상기 전원용 커패시터의 전압 운영레벨이 상기 2차전지에 종속되지 않고 충분하게 보장됨으로써 상기 전원용 커패시터의 전력사용효율을 증대시킬 수 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 첨부된 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.
명세서내에 통합되어 있고 명세서의 일부를 구성하는 첨부도면은 발명의 현재의 바람직한 실시예를 예시하며, 다음의 바람직한 실시예의 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 할 것이다.
도 1은 전원공급원으로서 2차전지와 커패시터를 사용하는 전원계통에 대한 구성 블록도이다.
도 2는 상기 도 1의 전원계통에 있어서 2차전지의 시간에 따른 거시적인 전압특성을 나타내는 시간-전압 특성곡선이다.
도 3은 전지팩내에 전원용 커패시터와 이 커패시터의 사용효율을 증대시키기 위한 장치가 내장되는 본 발명의 제 1 실시예의 구성블록도이다.
도 4는 전지팩내에 전원용 커패시터가 내장되고, 전자기기내에 이 커패시터의 사용효율을 증대시키기 위한 장치가 내장되는 본 발명의 제 2 실시예의 구성블록도이다.
도 5는 별도의 전압감지단자를 포함하는 전지팩과 전자기기의 착탈상태도를 도시한 것이다.
도 6은 전자기기내에 전원용 커패시터와 이 커패시터의 사용효율을 증대시키기 위한 장치가 내장되는 본 발명의 제 3 실시예의 구성블록도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
200: 전자기기 본체 110: 배터리
120: 제어유닛 130: 커패시터
210: 스위칭회로 220: 부하회로
230: 전압검출회로 240: 제어회로
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예의 구성을 상세히 설명한다.
<실시예 1>
본 실시예는 종래에(도 1) 전자기기 본체내에 내장되어 있던 2차전지의 과방전 보호회로를 전지팩내에 내장함으로써 커패시터의 전력사용효율을 증대시키는 장치에 관한 것이다.
본 실시예의 구체적인 구성이 첨부도면 도 3에 도시되어 있다.
동 도면에 도시되어 있는 바와같이, 디지탈 전자기기(특히, 휴대형 전자기기 즉, 휴대용 통신기기, 노트북 컴퓨터, MP3 등)는 부하회로(200)로 이루어지는 전자기기 본체와, 상기 부하회로(200)에 전원을 공급하기 위한 전원공급수단이 내장되는 배터리팩(100)으로 구성된다. 이 배터리팩(100)은 상기 전자기기 본체에 착탈가능하게 결합되어 있다. 즉, 배터리팩과 전자기기 본체가 결합되는 면에는 배터리팩으로부터 공급되는 전원을 부하회로에 전달하기 위한 전원공급단자가 존재한다.
상기 부하회로(200)는 디지탈 부하로서 펄스형 전력특성을 갖게 된다.
상기 배터리팩(100)은 2차배터리(110), 제어유닛(120), 커패시터(130), 보호회로(140), 스위칭회로(150), 전압검출회로(160), 스위칭제어회로(170)로 구성된다.
상기 배터리(110)는 전기에너지를 저장하고, 방전하는 일종의 전력저장소자로서 재충전이 가능한 2차전지이다.
상기 커패시터(130)는 일종의 전력저장소자의 하나인 전기 이중층 콘덴서(Electric Double Layer Capacitor: 이하, EDLC로 약칭)를 의미하는 것으로서 1차전지나 2차전지에 비해 초급속 충전과 방전이 가능하기 때문에 펄스형 전력이 요구되는 디지탈 부하의 주전원으로서 적합하다.
상기 제어유닛(120)은 상기 전원용 커패시터(130)의 출력전압을 감지하여 그 레벨이 일정레벨 이하로 떨어지면 상기 배터리(110)의 저장전력을 상기 커패시터(130)에 공급할 수 있도록 상기 배터리(110)와 커패시터(130) 사이에 전원공급라인을 설정하기 위한 것이다.
따라서, 상기 제어유닛(120)은 전원용 커패시터(130)의 완만한 전압강하와 급격한 전압강하에 따라 배터리(110)에서 방전되는 전류의 크기를 조절하여 전력의 사용효율을 높힌다.
상기 보호회로(140)는 상기 배터리(110)의 충전시 발생되는 과충전으로부터배터리를 보호하기 위한 일종의 과충전 보호회로이다. 특히, 상기 배터리가 리튬이온 배터리인 경우에는 상기 보호회로는 필수적이다. 하지만, 상기 배터리가 다른 종류인 경우 상기 보호회로는 생략될 수도 있다.
상기 스위칭회로(150)는 상기 전원용 커패시터(130)와 상기 부하회로(200) 사이의 전원공급라인에 설치되어 부하회로(200)에 공급되는 전원을 단속하기 위한 스위칭소자로 구성된다.
상기 전압검출회로(160)는 상기 배터리(110)로부터 방전되는 전압을 센싱하여 이 센싱된 전압값을 후술하는 스위칭제어회로(170)에 전달하는 회로소자이다.
상기 스위칭제어회로(170)는 상기 전압검출회로(160)로부터 센싱한 전압값을 일정한 레퍼런스 전압(예를들어, 휴대용 통신기기인 경우 3.0V)과 비교하여 상기 센싱전압이 레퍼런스 전압에 비해 낮을 경우 상기 스위칭회로를 구동(ON)하여 부하회로로 공급되는 전원을 차단하고, 상기 센싱전압이 레퍼런스 전압에 비해 높을 경우에는 상기 스위칭회로를 OFF된 상태로 유지한다.
이하에서, 상술한 구성의 본 실시예의 장치에 대한 방전동작을 간략하게 설명한다.
상기 배터리팩을 전자기기 본체에 장착한 상태에서 상기 전원용 커패시터는 부하회로에 펄스형 전력을 공급한다. 이때, 제어유닛은 전원용 커패시터의 전압을 감지하여 전압강하가 발생하는 경우 배터리와 커패시터 사이에 개재되는 전원공급라인을 적절히 설정하여 배터리의 저장전력을 커패시터에 공급함으로써 전원용 커패시터를 충전시킨다. 이때, 전압검출회로는 상시적으로 배터리의 방전전압을 센싱하여 이 센싱값을 스위칭제어회로에 전달한다.
스위칭제어회로에 전달되는 센싱 전압값이 일정한 기준 전압값을 상회하는 경우, 상기 제어회로는 스위칭회로를 그대로 유지시켜 커패시터로부터 공급되는 전원이 차단되지 않도록 한다. 반면에, 상기 센싱 전압값이 일정한 기준 전압값에 미달되는 경우, 상기 제어회로는 스위칭회로를 개방시켜 커패시터로부터 공급되는 전원을 차단한다.
이와같이, 본 실시예는 배터리팩 내부에 2차전지의 과방전을 방지하기 위한 보호회로를 내장하되, 이 보호회로가 전원용 커패시터의 전압 운영범위를 좁히지 않도록 배터리의 출력단으로부터 방전전압을 센싱하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 도 1과 같이 주전원으로 사용되는 커패시터의 출력단에서 전압값을 센싱하여 전원공급라인의 온/오프를 제어할 경우 발생하게 되는 커패시터 사용효율의 저하라는 문제를 해소할 수 있다.
<실시예 2>
본 실시예는 상기 실시예 1과는 달리 2차전지의 과방전을 방지하기 위한 보호회로를 전자기기 본체에 내장시키고, 배터리의 방전전압을 감지하기 위한 별도의 단자를 배터리팩과 전자기기 본체의 접속부에 각기 설치한 것이 특징이다. 즉, 배터리의 방전전압을 전원공급라인과는 별도로 설치되어 있는 전압감지라인을 통해 센싱하여 전원용 커패시터의 전압레벨과는 상관없이 배터리 방전전압에 근거하여 전원라인이 온/오프되도록 제어하는 것이다.
상술한 본 실시예의 구성이 도 4 및 도 5에 상세하게 도시되어 있다.
도 4에 도시된 바와같이, 본 실시예의 디지털 전자기기는 배터리팩(100)과 전자기기 본체(200)로 이루어지되, 배터리팩(100)은 배터리(110), 제어유닛(120), 커패시터(130), 보호회로(140)로 구성되고, 전자기기 본체(200)는 스위칭회로(210), 전압검출회로(230), 제어회로(240) 및 부하회로(220)로 이루어진다.
상기 배터리팩과 전자기기 본체를 구성하는 각 구성요소의 전기적 특성 및 기능은 상술한 실시예 1과 실질적으로 동일하기 때문에 본 실시예에서는 생략한다.
다만, 본 실시예는 상기 실시예 1과는 달리 상기 배터리팩과 전자기기 본체를 전기적으로 접속하는 연결부위에 별도의 전압감지단자가 설치됨으로써 전원공급라인과 전압감지라인이 분리되어 이루어지는 것이 특징이다.
즉, 도 4에 도시된 바와같이, 배터리(110), 제어유닛(120), 커패시터(130), 보호회로(140), 스위칭회로(210), 부하회로(220)가 연결되는 전원공급라인에 대해 배터리(110), 전압검출회로(230), 제어회로(240)로 연결되는 전압감지라인(111)이 별도로 구성되어 있다.
따라서, 배터리(110)에서 방전된 전력은 전원공급라인을 통해 커패시터(130)를 충전하는 한편, 전압검출회로(230)에 제공되어 그 전압레벨이 센싱된다.
이와같이, 전원공급라인과 별도로 전압감지라인(111)을 구성하기 위해서는 배터리팩과 전자기기 본체의 접속부위에 별도의 전기 접속단자가 설치되어야 한다.
도 5에 도시되어 있는 바와같이, 배터리팩(300)은 착탈수단(도면에 미도시)에 의해 전자기기 본체(400)의 배터리팩 수납홈(440)에 결합된다. 상기 배터리팩(300)과 수납홈(440)에는 각기 전원공급단자(310, 410)와, 충전단자(330, 430) 및 전압감지단자(320, 420)가 부설되어 있다.
상기 전원공급단자(310, 410)를 통해 배터리팩에 내장되어 있는 전원용 커패시터의 방전전력이 전자기기 본체의 부하회로에 공급된다.
또한, 상기 충전단자(330, 430)는 외부의 충전장치를 통해 배터리를 충전하기 위한 것이다. 이때, 상기 충전장치는 배터리팩 독자적으로 또는 배터리팩을 전자기기 본체에 결합한 상태로 충전할 수 있다.
상기 전압감지단자(320, 420)는 상기 배터리팩의 배터리와 전자기기 본체의 전압검출회로를 전기적으로 접속하기 위한 것이다.
이와같이, 본 실시예는 기존 전자기기에 있어 배터리팩과 전자기기 본체에 각기 별도의 전압감지단자를 설치하여 배터리 방전전압을 센싱하기 때문에 회로의 하드웨어적 구성에 별다른 설계변경 없이도 2차전지의 과방전 방지와 전원용 커패시터의 전력사용효율을 높일 수 있다.
<실시예 3>
본 실시예는 상기 실시예 2와 마찬가지로 배터리팩과 전자기기 본체에 각기 별도의 전압감지단자를 설치하여 배터리 전압을 감지하는 점에서는 동일하다.
다만, 상기 실시예 2에 있어서는 전원용 커패시터가 배터리팩 내부에 내장되어 있었지만 본 실시예에서는 전원용 커패시터가 전자기기 본체에 내장되는 것이특징이다.
즉, 도 6에 도시된 바와같이, 배터리팩(100) 내부에는 2차배터리(110)와 과충전을 방지하기 위한 과충전방지 보호회로(140)만 내장되고, 전자기기 본체(200) 내부에 제어유닛(250), 커패시터(260), 스위칭회로(210), 부하회로(220), 전압검출회로(230) 및 제어회로(240)가 내장되는 것이 특징이다.
상술한 각 구성요소의 전기적 특성 및 기능과 이들 구성요소 상호간의 유기적 결합관계는 상술한 실시예 2와 실질적으로 동일하기 때문에 본 실시예에서는 이들에 대한 상세한 설명을 생략한다.
이와같이, 본 실시예는 전자기기 본체내에 전원용 커패시터를 내장하고 있기 때문에 배터리팩이 제거된 상태에서도 부하회로에 전원을 공급할 수 있다. 또한, 배터리의 방전전압 레벨에 종속되지 않고, 커패시터를 운용할 수 있어 전원용 커패시터의 전력사용효율을 배가시킬 수 있다.
상술한 실시예에 본 발명이 한정되는 것은 아니며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
본 발명은 2차전지의 과방전을 방지하기 위한 보호회로로 인해 전원용 커패시터의 운용 전압레벨이 제한되는 것을 해소하기 위한 것이다.
즉, 커패시터의 운용 전압레벨을 최대화시키면서 2차전지의 과방전을 방지할 수 있도록 배터리팩과 전자기기 본체의 회로구성을 변경시킴으로써 전원용 커패시터의 전력사용효율을 증대시켰다.

Claims (4)

  1. 전원을 필요로 하는 부하회로를 내장하고 있는 전자기기 본체와; 이 본체에 착탈 가능하게 부착되어 상기 부하회로에 전원을 공급하기 위한 전지팩을 포함하고;
    상기 전지팩은
    (a) 초급속 방전이 가능하여 상기 부하회로의 요구전력을 신속하게 추종할 수 있는 전원용 커패시터와;
    (b) 상기 전원용 커패시터의 전압강하를 보상하기 위한 2차전지를 포함하고;
    상기 전자기기본체는
    (a) 상기 커패시터로부터 상기 부하회로로 공급되는 전원을 단속하기 위한 스위칭회로와;
    (b) 상기 2차전지의 전압레벨을 감지하기 위한 전압검출회로와;
    (c) 상기 전압검출회로로부터 검출된 전압에 근거하여 상기 스위칭회로의 온/오프를 제어하기 위한 제어회로를 포함하며;
    상기 전지팩과 전자기기 본체 각각은
    상기 커패시터와 부하회로를 전기적으로 접속시키는 전원공급단자와는 별도로, 상기 2차전지와 전압검출회로를 전기적으로 접속시키는 전압감지단자를 부가적으로 포함하고;
    이로인해, 상기 전원용 커패시터의 전압 운영레벨이 상기 2차전지에 종속되지 않고 충분하게 보장됨으로써 상기 전원용 커패시터의 전력사용효율을 증대시키는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 전원을 필요로 하는 부하회로를 내장하고 있는 전자기기 본체와; 이 본체에 착탈 가능하게 부착되어 상기 부하회로를 구동시키기 위한 전원을 생성하는 2차전지를 내장하는 전지팩을 포함하고;
    상기 전자기기본체는
    (a) 상기 2차전지로부터 전력을 공급받아 이를 저장하고, 이 저장된 전력을 상기 부하회로에 공급하는 전원용 커패시터와;
    (a) 상기 커패시터로부터 상기 부하회로로 공급되는 전원을 단속하기 위한 스위칭회로와;
    (b) 상기 2차전지의 전압레벨을 감지하기 위한 전압검출회로와;
    (c) 상기 전압검출회로로부터 검출된 전압에 근거하여 상기 스위칭회로의 온/오프를 제어하기 위한 제어회로를 포함하며;
    상기 전지팩과 전자기기 본체 각각은
    상기 2차전지와 커패시터를 전기적으로 접속시키는 전원공급단자와는 별도로, 상기 2차전지와 전압검출회로를 전기적으로 접속시키는 전압감지단자를 부가적으로 포함하고;
    이로인해, 상기 전원용 커패시터의 전압 운영레벨이 상기 2차전지에 종속되지 않고 충분하게 보장됨으로써 상기 전원용 커패시터의 전력사용효율을 증대시키는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 전원을 필요로 하는 부하회로를 내장하고 있는 전자기기 본체와; 이 본체에 착탈 가능하게 부착되어 상기 부하회로에 전원을 공급하기 위한 전지팩을 포함하고;
    상기 전지팩은
    (a) 초급속 방전이 가능하여 상기 부하회로의 요구전력을 신속하게 추종할 수 있는 전원용 커패시터와;
    (b) 상기 커패시터의 전압강하를 보상하기 위한 2차전지와;
    (c) 상기 커패시터와 상기 부하회로를 연결하는 전원라인을 단속하기 위한 스위칭회로와;
    (d) 상기 2차전지로부터 방전되는 전압의 레벨을 감지하기 위한 전압검출회로와;
    (e) 상기 전압검출회로로부터 검출된 전압에 근거하여 상기 스위칭회로의 온/오프를 제어하기 위한 제어회로를 포함하며;
    이로인해, 상기 전원용 커패시터의 전압 운영레벨이 상기 2차전지에 종속되지 않고 충분하게 보장됨으로써 상기 전원용 커패시터의 전력사용효율을 증대시키는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전원용 커패시터가 전기이중층 콘덴서(EDLC)인 것을 특징으로 하는 장치.
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