KR20020092878A - 2 장치간의 전기적 콘택 구조 및 제어 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 2 장치간 전기적 콘택 구조에 관한 것으로, 장치 1의 하우징; 장치 2의 하우징; 상기 장치 1의 하우징에 일정한 간격으로 이격되어 구비된 2개의 필수(必須) 강자성체편; 상기 장치 2의 하우징에 구비되고, 상기 장치 1에 구비된 강자성체와 동일한 간격으로 이격된 2개의 필수(必須) 전자석; 상기 장치 1의 하우징에 구비된 장치 1 측 콘택 단자;및 상기 장치 2의 하우징상의 지점 중, 상기 장치 1의 하우징에 구비된 2개의 필수 강자성체편과 상기 장치 2의 하우징에 구비된 2개의 필수 전자석이 자력에 의하여 접촉할 때, 상기 장치 1 측 콘택 단자가 접촉하는 지점에 구비된 장치 2 측 콘택 단자; 상기 장치 2의 하우징에 구비되고, 상기 장치 1의 하우징이 장치 2의 하우징에 근접하거나 이탈되면 일정한 전기 신호를 발생할 수 있는 근접 감지 수단;및 상기 근접 감지 수단의 전기 신호에 따라 근접 신호시에는 상기 필수 전자석에 전류를 흘려 주고, 이탈 신호시에는 상기 필수 전자석에 흐르는 전류를 끓어 주는 전자석구동부;및 상기 근접 감지 수단의 전기 신호에 따라 상기 전자석구동부를 구동 제어하는 제어부;를 포함하여 구성된다.
Description
본 발명은 2 장치간 전기적 콘택(electric contact) 구조 및 제어 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 전기적인 접속 및 해제가 빈번한 2 장치간에 있어서, 각 장치의 하우징 형상에 상관없이 전기적 접촉을 용이하게 확보할 수 있을 뿐 만 아니라, 전기적인 접속 및 해제가 용이한 2 장치간 전기적 콘택 구조 및 제어 방법에 관한 것이다.
특히, 전기적 접속 및 해제가 빈번하고, 하우징의 형상이 다양한 장치의 일례(一例)로 이동전화 단말기용 밧데리와 충전기를 들 수 있다.
이동전화 단말기용 밧데리는 셀, 보호 회로 및 콘택 단자로 구성된다. 이들중 셀 및 보호 회로는 밧데리의 하우징의 내부에 실장되고, 콘택 단자는 외부에 돌출된다. 또한, 콘택 단자는 인출선에 의하여 보호 회로에 전기적으로 연결된다. 콘택 단자 중 밧데리 하우징 배면에 돌출된 것이 밧데리측 충전 단자이다. 밧데리측 충전 단자는 2개의 전력 입력 단자 뿐만 아니라, 밧데리 종류 식별 단자 및 온도 전송 단자 등을 포함하여 통상 3개 내지 4개로 구성된다.
반면, 충전기측 충전 단자는 충전기 하우징의 외부에 노출 및 고정 설치된 콘택 단자로 밧데리측 충전 단자와 일치하는 갯수만큼 단자 소켓에 실장 형성되고, 인출선에 의하여 충전기 하우징 내부의 충전회로에 전기적으로 연결된다. 이때, 충전기측 충전 단자의 위치, 간격 및 크기는 밧데리와 충전기가 체결 수단에 의하여 체결될 때 밧데리측 충전 단자와 정확히 접촉할 수 있는 위치, 간격 및 크기로 한다.
종래, 이동전화 단말기용 밧데리의 하우징 형상은 제조 회사나 모델에 따라 다양한 디자인이 개발됨으로 인하여 서로 다르다. 또한, 밧데리를 충전하기 위한 충전기의 하우징의 하부 형상도 밧데리의 하우징 형상에 부합되도록 형성하므로, 제조 회사나 모델 별로 서로 다르다. 밧데리의 하우징 형상과 충전기의 하우징 형상이 서로 부합되어야 밧데리측 충전 단자와 충전기측 충전 단자를 용이하게 접촉시킬 수 있기 때문이다. 뿐만 아니라, 밧데리측 충전 단자와 충전기측 충전 단자간의 접촉상태를 양호하게 하기 위하여 밧데리와 충전기간에 기구적인 체결 수단을 형성하는데, 종래에는 그 체결 수단으로 밧데리 하우징과 충전기의 하우징에 서로 체결될 수 있는 요철부를 형성하는 것이 일반적이었다.
그러나, 이러한 체결 수단도 밧데리 하우징의 디자인에 따라 그 형성 위치, 형상 및 구조가 달랐다. 이 같은 밧데리 하우징 형상의 다양화와 거기에 따른 밧데리 및 충전기간의 체결 구조의 차이 및 충전 단자의 차이는 다른 제조사의 밧데리 및 충전기간 뿐만아니라, 동일한 제조사간의 밧데리 및 충전기간에도 호환하여 사용할 수 없는 문제를 야기하여 왔다.
종래, 핸즈프리와 핸드폰 또는 밧데리와 충전기를 체결하는 수단으로 자석이 사용되어 왔다. 그러나 핸즈프리와 핸드폰 또는 밧데리와 충전기를 체결하는 자석은 핸즈프리 또는 핸드폰의 어느 하나에 1극성의 자석 1개를 부착하고, 다른 하나에는 철판등 강자성체판 1개 부착하거나 반대 극성의 자석 1개를 부착하여, 이들이 접근하면 서로 인력이 작용하도록 하여 체결되는 구조를 가졌다.
그러나, 1지점에서 인력이 작용하는 종래 구조는 밧데리와 충전기의 체결 수단으로는 사용할 수 있어도 충전 단자간의 전기적 콘택 수단으로 사용할 수는 없다. 도 2a를 참조하면, 밧데리 하우징(100)에 강자성체편 1개를 구비하고, 충전기 하우징(200)상에 일정한 극성을 가진 전자석을 1개를 구비하는 경우에도, 밧데리하우징(100)과 충전기 하우징(200)이 1지점(강자성체편 5 및 자석 1의 접점)에서 서로 인력이 작용하여 단순히 부착될 뿐, 인력이 작용하는 지점(강자성체편 5 및 자석 1의 접점)을 중심으로 한 회동을 막을 수 없기 때문에, 밧데리 하우징(100)상의 1점인 x점이 이에 대응하는 충전기 하우징(200)상의 대응 지점인 x'점에 항상 접촉되는 것은 아닌 것이다. 따라서, 밧데리 하우징(100) 및 충전기 하우징(200)의 일정한 대응 지점에 밧데리측 충전 단자 및 충전기측 충전 단자를 구비하여도 이들이 항상 규칙적으로 접촉할 수는 없는 것이다. 이러한 설명은 모든 전기적 콘택이 이루어지는 장치간에 그대로 적용될 수 있다.
출원인은 이러한 문제점을 개선하고자 대한민국 특허 공개번호 특2002-82192호, 대한민국 특허 출원번호 제10-2002-0064737호, 제10-2002-0065048호, 제10-2002-65623호 및 제10-2002-65701호를 출원한 바 있다. 본 발명은 이들 선출원 중 특히 출원번호 제10-2002-0065048호의 개량 발명이다.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 2 장치가 서로 근접해 있는 경우에 한하여 2 장치간에 서로 인력이 작용하여 서로 체결될 수 있는 전자석을 이용한 2 장치간 전기적 콘택 구조 및 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 2 장치간의 접촉을 해제할 경우 용이하게 이탈될 수있는 전자석을 이용한 2 장치간 전기적 콘택 구조 및 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 2 장치간 전기적 콘택 구조 및 제어 방법의 일 실시례를 설명하기 위한 이동전화 단말기용 밧데리 및 충전기의 사시도이다.
도 2a 내지 도 2d는 도 1에서 밧데리와 충전기의 하우징 중 충전시 접촉되는 부분만을 평판 형태로 절개하여 다양한 갯수의 강자성체편 및 전자석를 배치한 후, 평판간을 접근시켰을 때 상호 접촉 상태를 설명하기 위한 참고 사시도이다.
도 3a 내지 도 3d는 도 2a 내지 도 2d에 도시된 평판에 밧데리측 충전 단자 , 충전기측 충전 단자, 밧데리 감지 수단 및 전자석 결선도를 추가하여 밧데리 및 충전기의 전기적 콘택 구조를 보여주는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시례에 따른 밧데리 및 충전기간의 전기적 콘택 구조를 설명하기 위한 회로도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시례에 따른 밧데리 및 충전기간의 전기적 콘택 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1,2,3,4 : 전자석 5,6,7,8 : 강자성체편
9 : 마이크로 스위치 10 : 밧데리측 충전 단자 11 : 밧데리측 인출선 13 : 충전기측 충전 단자 14 : 충전기측 인출선 20 : 전자석구동부
21 : 전압조절기 22 : 인버터
40 : 충전부 60 : 제어부
70 : 보호 회로 80 : 셀(cell)
100 : 밧데리 하우징 200 : 충전기 하우징
본 발명에 따른 2 장치간 전기적 콘택 구조는
장치 1의 하우징;
장치 2의 하우징;
상기 장치 1의 하우징에 일정한 간격으로 이격되어 구비된 2개의 필수(必須) 강자성체편;
상기 장치 2의 하우징에 구비되고, 상기 장치 1에 구비된 강자성체와 동일한 간격으로 이격된 2개의 필수(必須) 전자석;
상기 장치 1의 하우징에 구비된 장치 1 측 콘택 단자;및
상기 장치 2의 하우징상의 지점 중, 상기 장치 1의 하우징에 구비된 2개의 필수 강자성체편과 상기 장치 2의 하우징에 구비된 2개의 필수 전자석이 자력에 의하여 접촉할 때, 상기 장치 1 측 콘택 단자가 접촉하는 지점에 구비된 장치 2 측 콘택 단자;
상기 장치 2의 하우징에 구비되고, 상기 장치 1의 하우징이 장치 2의 하우징에 근접하거나 이탈되면 일정한 전기 신호를 발생할 수 있는 근접 감지 수단;및
상기 근접 감지 수단의 전기 신호에 따라 근접 신호시에는 상기 필수 전자석에 전류를 흘려 주고, 이탈 신호시에는 상기 필수 전자석에 흐르는 전류를 끓어 주는 전자석구동부;및
상기 근접 감지 수단의 전기 신호에 따라 상기 전자석구동부를 구동 제어하는 제어부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 장치 1의 하우징에는 1 내지 8개의 보조(補助) 강자성체편을 더 구비하고, 상기 장치 2의 하우징상의 지점 중, 상기 장치 1의 하우징에 구비된 2개의 필수(必須) 강자성체편과 상기 장치 2의 하우징에 구비된 2개의 필수(必須) 자석이 자력에 의하여 접촉할 때, 상기 장치 1의 하우징에 구비된 보조 강자성체편이 접촉하는 지점에, 보조(補助) 전자석을 1 개씩 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기 장치 1은 이동전화 단말기용 밧데리, 장치 1측 콘택 단자는 밧데리측 충전 단자, 상기 장치 2는 충전기, 상기 장치 2측 콘택 단자는 충전기측 충전 단자인것을 특징으로 한다.
상기 장치 1은 이동전화 단말기용 밧데리, 장치 1측 콘택 단자는 이동전화 단말기의 스피커 출력 단자 및 마이크로폰 입력 단자를 밧데리 하우징 배면까지 연장한 단말기 스피커 출력 단자 및 단말기 마이크로폰 입력 단자, 장치 2는 핸즈프리, 장치 2측 콘택 단자는 핸즈프리 스피커 입력 단자 및 핸즈프리 마이크로폰 출력 단자인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 2 장치간 전기적 콘택 제어 방법은
장치 1의 하우징; 장치 2의 하우징; 상기 장치 1의 하우징에 일정한 간격으로 이격되어 구비된 2개 내지 10개의 강자성체편; 상기 장치 2의 하우징에 구비되고, 상기 장치 1에 구비된 강자성체와 동일한 평면 위치 관계로 배치된 2개 내지 10개의 전자석; 상기 장치 1의 하우징에 구비된 장치 1 측 콘택 단자;및 상기 장치 2의 하우징상의 지점 중, 상기 장치 1의 하우징에 구비된 강자성체편과 상기 장치 2의 하우징에 구비된 전자석이 자력에 의하여 접촉할 때, 상기 장치 1 측 콘택 단자가 접촉하는 지점에 구비된 장치 2 측 콘택 단자; 상기 장치 2의 하우징에 구비되고, 상기 장치 1의 하우징이 장치 2의 하우징에 근접하거나 이탈되면 일정한 전기 신호를 발생할 수 있는 근접 감지 수단;및 전자석에 흐르는 전류를 단속(斷續)할 수 있는 전자석구동부;및 상기 근접 감지 수단의 전기 신호에 따라 상기 전자석구동부를 구동 제어하는 제어부;로 구성되는 2 장치간 전기적 콘택 구조에 있어서, 상기 제어부는,
(a)장치 2에 구비된 근접 감지 수단에 의하여 장치 1의 하우징이 장치 2의 하우징에 근접(近接)하는 것을 감지하는 근접 감지 단계;
(b)상기 (a)단계에서 장치 1의 하우징이 근접하면 장치 2의 하우징에 구비된 전자석에 일정한 전류가 흐르도록 상기 전자석구동부를 제어하는 전자석 자화 단계;
(c)상기 장치 2에 구비된 근접 감지 수단에 의하여 장치 1의 하우징의 이탈을 감지하는 이탈 감지 단계;및
(d)상기 (c)단계에서 장치 1의 하우징의 이탈이 감지되면 장치 2에 구비된 상기 전자석의 전류를 차단하여 자화를 중지시키는 자화차단단계;를 수행하는 것을 특징으로 한다.
(c-1) 상기 제어부는 상기 (c)단계 이전에 일정한 조건이 충족되면 상기 전자석에 흐르는 전류를 감소시켜, 전자석의 세기를 약화시키는 자화감쇄단계;를 더 수행하는 것이 바람직하다.
상기 2 장치간 전기적 콘택 제어 방법에 있어서, 상기 장치 1은 이동전화 단말기용 밧데리, 장치 1측 콘택 단자는 밧데리측 충전 단자, 상기 장치 2는 충전기, 상기 장치 2측 콘택 단자는 충전기측 충전 단자이고, 상기 일정한 조건은 충전기에 의한 밧데리의 만충전인 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시례를 상세히 설명한다.
도면에 도시된 실시례는 2 장치로 이동전화 단말기용 밧데리 및 충전기를 예시하고 있지만, 이는 설명의 편의를 위한 것이며, 본 발명에 따른 전기적 콘택 구조 및 제어 방법은 전기적인 연결이 필요한 모든 2 장치간에 적용될 수 있는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 2 장치간 전기적 콘택 구조 및 제어 방법의 일 실시례를 설명하기 위한 이동전화 단말기용 밧데리 및 충전기의 사시도를, 도 2a 내지 도 2d는 도 1에서 밧데리와 충전기의 하우징 중 충전시 접촉되는 부분만을 평판 형태로 절개하여 다양한 갯수의 강자성체편 및 전자석를 배치한 후, 평판간을 접근시켰을 때 상호 접촉 상태를 설명하기 위한 참고 사시도를, 도 3a 내지 도 3d는 도 2a 내지 도 2d에 도시된 평판에 밧데리측 충전 단자 , 충전기측 충전 단자, 밧데리 감지 수단 및 전자석 결선도를 추가하여 밧데리 및 충전기의 전기적 콘택 구조를 보여주는 사시도를 각각 나타낸다.
도 2b 내지 도 3c에서 부호 5와 부호 6은 필수 강자성체편을, 부호 7과 8은 보조 강자성체편을 나타낸다. 또한, 부호 1과 2는 필수 전자석을, 부호 3과 4는 보조 전자석을 나타낸다. 또한 설명의 편의상, 2개의 필수 강자성체편 중에서 특히 부호 5를 제1강자성체편, 부호 6을 제2강자성체편이라 칭하고, 2개의 필수 전자석 중 부호 1을 제1전자석, 부호 2를 제2전자석이라 칭한다.
출원인은 2개의 강자성체편 및 2개의 전자석을 이용하여, 도 2b에 도시된 바와 같이 밧데리 하우징(100)에 2개의 강자성체편(5, 6)을 구비하고, 충전기 하우징(200)에는 2개의 전자석(1, 2)을 구비하되, 밧데리 하우징(100)에 구비된 2개의 강자성체편(5, 6)과 동일한 거리만큼 이격하면, 접근시 마다 밧데리 상의 1점인 y 점은 항상 충전기 상의 1점인 y'에 접촉하게 됨을 실험적으로 확인하였다. 이것은 2개의 지점(강자성체편 5와 전자석 1의 접점 및 강자성체편 6과 전자석 2의 접점)에서 동시적으로 밧데리 하우징과 충전기 하우징간에 인력이 작용함으로써, 어느 1개 지점을 중심으로한 회전이나 움직임을 막아 줄 수 있기 때문이다.
더 부연 설명하면, 도 2b에서, 밧데리 하우징(100)상의 제 1 강자성체편 (5)은 N극으로 자화된 충전기 하우징상의 제1전자석(1)에 접근하면 S극으로 일시 자화되어 제1전자석(1)에 부착되고, 밧데리 하우징(100)상의 제 2 강자성체편(6)은 S극으로 자화된 충전기 하우징의 제2전자석(2)에 접근하면 N극으로 일시 자화되어 제2전자석(2)에 부착된다. 그리고, 각 부착 지점에서 인력이 동시적으로 작용하기 때문에 밧데리 하우징의 제 1 강자성체편(5) 및 충전기 하우징의 제1전자석(1)간의 접촉 지점을 중심으로 한 변위(變位)를 밧데리 하우징의 제 2 강자성체편(6)과 충전기 하우징의 제2전자석(2)간의 인력이 막아 주고, 역으로 밧데리 하우징의 제 2 강자성체편(6)과 충전기 하우징의 제2전자석(2)간의 접촉 지점을 중심으로 한 변위(變位)를 밧데리 하우징의 제 1 강자성체편(5)과 충전기 하우징의 제1전자석(1)간의 인력이 막아 주는 것이다. 이러한 사실은 같은 거리 만큼 이격 시킨 2개의 강자성체편과 2개의 전자석을 전기적 콘택이 필요한 2 장치의 각 하우징 마다 구비하고, 하우징상의 서로 접촉하는 지점에 각 장치의 콘택 단자를 형성하면, 두 장치를 접근 시킬 때마다 항상 각 장치의 콘택 단자는 정확히 접촉될 수 있음을 의미하는 것이다.
도 2c 및 도 2d에 도시된 바와 같이, 상기 밧데리 하우징(100)에는 상기 밧데리 하우징의 제 1 강자성체편(5) 및 제 2 강자성체편(6) 이외에도 보조 강자성체편 (7, 8)을 추가적으로 더 구비하고, 상기 밧데리 하우징의 보조 강자성체편(7, 8)에 접하는 충전기 하우징(200)상의 각 지점에는 보조 전자석(3, 4)을 더 구비할 수 있다. 밧데리 및 충전기의 하우징에 2개씩의 필수 강자성체편(5, 6)과 필수 전자석(1, 2) 구비함으로써도 본 발명의 목적이 달성될 수 있지만, 콘택 단자간의 더 안정되고 더 정확한 전기적 접촉을 위하여, 도 2c 및 도 2d에 도시된 바와 같이, 밧데리의 하우징(100)에 보조 강자성체편 1개(도 2c의 부호 7) 또는 2개(도 2d의 부호 7, 8) 더 구비하고, 상기 밧데리 하우징 상의 보조 강자성체편(7, 8)의 위치에 대응하는 충전기의 하우징상의 지점에도 보조 전자석을 1개(도 2c의 부호 3) 또는 2개(도 2d의 부호 3, 4) 더 구비하는 것이다.
도 2c 및 도 2d에는 보조 강자성체편 및 보조 전자석이 1개 또는 2개씩 추가되는 경우를 예시하고 있으나, 필요에 따라서는 3개 내지 8개를 추가할 수도 있으며, 그 이상의 갯수는 특별한 용도가 아니면 불필요하다. 최근에는 전자석용의 훼라이트가 소형인 경우에도 매우 많은 자속을 집속시킬 수 있는 고품질의 것이 많이 출시되고 있기 때문이다.
도 3a 내지 도 3c는 도 2b 내지 도 2d에 도시된 밧데리 하우징에 밧데리 하우징의 충전 단자(10)와 그 인출선(11)을 구비하고, 충전기 하우징에 충전기측 충전 단자(13), 그 인출선(14), 충전기 하우징의 전자석(1, 2, 3, 4)에 전류를 공급하는 전자석구동부, 그 제어부 및 밧데리 충전부를 구비한 상태를 도시하고 있다.
도 3a을 참조하면, 제 1 강자성체편(5) 및 제 2 강자성체편(6)의 밧데리 하우징(100)상의 위치와 제1전자석(1) 및 제2전자석(2)의 충전기 하우징(200)상의 위치를 이들 하우징에 구비된 충전 단자(10, 13)간에 접촉이 일어날 수 있게 배치하면, 밧데리를 충전기 근처에 접근시킬 때마다 근접 감지 수단(9)이 제어부(60)에 근접 신호를 출력하고, 제어부(60)는 근접 감지 수단(9)의 근접 신호에 따라 전자석 구동부에 전자석 전류를 흘려 주도록 제어하여 제1 전자석(1) 및 제2전자석(2)을 자화 시킨다. 제1전자석(1) 및 제2전자석(2)이 자화되면 밧데리 하우징(100)의 제 1 강자성체편(5) 및 제 2 강자성체편(6)은 전자석 자화 극성과 반대 극성으로 자화되어 서로 인력을 작용하게 되고, 밧데리측 충전 단자(10)가 충전기측 충전 단자(13)에 자동으로 접촉되게 된다.
도 3b 또는 도 3c에 도시된 바와 같이, 밧데리 하우징(100) 및 충전기 하우징(200)에 보조 강자성체편(7, 8) 및 보조 전자석(3, 4)을 1개씩 또는 2개씩 더 추가하는 경우, 더 용이하고 더 정밀한 충전 단자(10, 13)간의 전기적 접촉이 일어 나게 된다.
이때, 상기 충전기 하우징(200)의 접촉면을 평면 또는 평면 형상에 가깝게형성한다면, 밧데리의 하우징(100)의 크기나 형상에 상관없이 밧데리측 충전 단자를 충전기측 충전 단자에 용이하게 접촉시킬 수 있는 것이다. 또한, 충전 단자의 갯수 및 충전 단자간 거리만 일치하는 경우라면 1개의 충전기에 의하여 다양한 형상의 밧데리를 충전 가능하게 된다.
이하에서는, 도 4 및 도 5를 참조하면서 본 발명에 따른 2 장치간의 전기적 콘택 구조 및 제어 방법의 더 구체적인 실시례를 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시례에 따른 밧데리 및 충전기간의 전기적 콘택 구조를 설명하기 위한 회로도를, 도 5는 본 발명의 일 실시례에 따른 밧데리 및 충전기간의 전기적 콘택 방법을 설명하기 위한 순서도를 각각 나타낸다.
현재 제조 판매되고 있는 충전기의 충전회로는 마이콤을 이용하여 제어하는 충전회로와 마이콤을 이용하지 않는 충전회로가 있는데, 편의상 도 4에는 마이콤을 이용하는 충전회로를 도시한 것이다. 또한, 도 4는 마이콤을 이용하는 충전회로 중에서도 정전압 정전류 충전을 하는 충전회로를 예시적으로 도시하고 있다. 뿐만 아니라, 도 4에는 전자석구동부(20)를 제어하는 제어부로 충전회로의 제어부인 마이콤을 공통으로 사용하는 경우를 예시적으로 도시하고 있다.
정전압 정전류 충전을 하는 도 4 도시의 충전회로는 크게 충전부(40)와 상기충전부(40)를 일정한 프로그램에 따라 정전압 정전류 출력하도록 제어하는 제어부(60)인 마이콤으로 구성된다.
도 4에 도시된 정전압 정전류 충전회로는 AC 입력단을 통해 입력된 AC전압을 정류하는 정류 회로(45), 외부로 부터 입력되는 제어 신호에 따라 정류된 전압을 적절한 출력 전압으로 변환하는 출력 전압 조절 회로(43) 및 출력 전압 조절 회로(43)로 부터 변환된 전압의 출력을 스위칭하는 출력 스위치 회로(41)를 포함한다. 상기 출력 스위치 회로의 (+)단자는 밧데리의 보호 회로(70)를 거쳐, 밧데리 셀(80)의 (+)단자에 접속된다. 또한, 정전압 정전류 제어는 출력 전압 조절 회로(43)의 (-)단자로 부터 밧데리 셀(80)의 (-)단자로 흐르는 전류를 검출하는 충전 전류 검출 회로(42), 검출된 충전 전류를 증폭하여 제어부(60)인 마이콤에 보내는 증폭기(46), 충전 전류 검출 회로(42)로부터 입력되는 충전 전류 검출 신호와 마이콤에서 설정한 충전 전류 신호를 비교하여 제어 신호를 생성하는 비교기 1(47)과, 상기 증폭기(46)로부터 입력된 충전 전류 증폭 신호와 마이콤에서 설정한 신호를 비교하여 과전류 상태이면 제어신호를 생성하는 비교기 2(48)와, 상기 비교기 1 로 부터 입력되는 충전 전류의 귀환 제어 신호와 상기 비교기 2(48)에서 입력되는 과전류의 방지를 위한 귀환 제어 신호를 받아 증폭시켜 출력 전압 조절 회로(43)의 출력을 조절하는 귀환 회로(8)에 의하여 이루어 진다.
마이콤에 의한 밧데리의 만충전 여부 판단은 마이콤이 종지 전류(終止 電流)를 미리 기억하고 있다가, 상기 충전 전류 검출 회로(42)에서 검출된 충전 전류값을 종지 전류값과 비교하여 충전 전류값이 종지 전류값 보다 작아지면 만충전 된 것으로 보는 방법에 의한다.
또한 마이콤은 밧데리의 종류(4.1V 또는 4.2V)와 밧데리 온도를 검출하여 밧데리 상태에 따른 충전 제어를 하게 된다.
도 4에는 충전기 하우징에 구비된 2개의 필수 전자석(1, 2)과 이를 구동하기 위한 전자석구동부(20)를 도시하고 있으나, 상술한 바와 같이 전자석으로 보조 전자석을 더 추가할 수 있는 것이며, 전자석구동부(20)도 도시된 회로에 한정되는 것은 아니다. 전자석구동부(20)의 구체적인 회로는 당업자라면 동일한 동작을 수행하면서 구성요소가 다르게 얼마든지 등가 회로를 구현 할 수 있는 것이며, 따라서 그 세부 회로 구성이 본원 발명의 요지는 아닌 것이다.
도 4에 도시된 실시례에 따르면, 전자석구동부(20)는 마이콤에 의하여 구동되고, 서로 다른 전압(2.5v, 5v 등)을 출력하는 적어도 2개의 출력 단자(a, b)를 갖는 전압조절기(21), 상기 전압조절기(21)의 2개의 출력 단자(a, b)에 그 콜렉터가 각각 연결되고 에미터가 서로 코먼(common) 된 2개의 트랜지스터(Q1, Q2), 상기 2개의 트랜지스터 중 특히 상기 전압조절기(21)의 출력 단자 중 저전압 출력 단자에 연결된 트랜지스터의 베이스에 직렬 연결된 인버터(22)를 포함하여 구성된다.
상기 2 개의 트랜지스터의 에미터는 서로 코먼(common)되어 상기 2개의 전자석에 직렬 연결된다.
도 4에는 2개의 전자석을 직렬 연결한 경우를 예시적으로 도시하고 있지만, 각 전자석에 대하여 별도의 전자석구동부를 구비하고, 마이컴이 별도의 포트에 의하여 각각의 전자석의 전류를 제어할 수도 있다.
도 4에는 근접 감지 수단으로 마이크로 스위치(9)를 예시적으로 도시하고 있으나, 근접 감지 수단으로 근접센서등 당업자가 대체적으로 사용할 수 있는 모든 전자 부품을 사용할 수 있는 것이다.
이하, 도 5를 참조하여 도 4에 도시된 실시례의 동작을 설명한다.
202 단계 : 밧데리 하우징(100)이 이탈되어 있는 상태에서 충전기는 비충전대기 모드에 있다.
204 단계 : 밧데리 하우징(100)이 충전기 하우징(200)에 접근하면, 상기 마이크로 스위치가 온(ON)되고 바이어스 전압이 마이컴의 P15포트에 인가된다.
206 단계 : 마이컴의 P15포트에 전압이 입력되면 마이컴은 밧데리 하우징(100)이 충전기 하우징(200)에 접촉한 것으로 인식하고, 전압조절기(21)를 동작 모드로 전환시킨다. 또한, P13포트를 통하여 하이 레벨 전압을 출력한다. 그러면, 트랜지스터 Q1의 베이스에는 하이 레벨의 전압이, 트랜지스터 Q2에는 로우 레벨의 전압이 인가되고, Q1만이 통전된다. 따라서 Q1에 연결된 전압조절기의 출력 단자 b의 전압인 5v가 필수 전자석(1,2)에 인가되어 전자석이 자화된다. 자화된 전자석은 밧데리 하우징의 필수 강자성체편(5, 6)을 반대 극성으로 자화시켜, 밧데리 하우징과 충전기 하우징이 각 대응지점끼리 접합되도록 한다. 따라서, 밧데리 하우징의 밧데리측 콘택단자(10)와 충전기 하우징의 충전기측 콘택단자(13)도 서로 전기적으로 접촉되게 된다.
208 단계 : 마이콤이 상기 충전 검출 회로(42)에서 검출한 충전 전류값과 종지 전류값을 비교하여 만충전 여부를 판단한다.
210 단계 : 마이콤은 만충전이 판단되면 P13포트에 로우 레벨 전압을 출력하고, 그 결과 트랜지터 Q2만이 도통되어 필수 전자석(1,2)에는 전압조절기(21)의 출력 단자 b의 전압인 2.5v 가 출력되어 전자석의 자속 밀도를 떨어 뜨리고, 결과적으로 전자석의 자화를 감쇄하여 밧데리 하우징(100)과 충전기 하우징(200)과의 결합력이 약화된다. 이렇게 함으로써 충전 후 밧데리를 충전기로 부터 쉽게 이탈 시킬 수 있는 것이다.
212 단계 : 밧데리 하우징(100)이 충전기 하우징(200)으로 부터 이탈되면, 상기 마이크로 스위치(9)가 열리고, 마이콤의 P15포트에는 로우 레벤의 전압이 투입된다. 마이콤은 이를 밧데리가 이탈된 것으로 판단한다.
214 단계 : 밧데리가 이탈되면 마이콤은 전압조절기(21)의 동작을 종료시키고, 전자석에 어떠한 전압도 출력하지 않게 되고, 따라서 전자석의 자화를 차단하게 된다. 이렇게 함으로써, 비충전시에는 밧데리 하우징의 강자성체편 뿐만 아니라, 전자석도 자화되지 않은 상태를 유지하여 밧데리의 사용 중 또는 충전기의 보관 중 불필요하게 자성체등이 이들에 붙는 것을 막을 수 있는 것이다.
본 발명에 의하여 전기적으로 연결될 수 있는 콘택 단자는 전력 전송 단자 및 아날로그 또는 디지털 신호 전송 단자를 모두 포함한다.
본 발명에 따른 콘택 단자 구조는 전기적 연결 및 분리가 잦은 모든 장치간의 콘택 단자(connectors)에 사용할 수 있다. 특히, 이동전화 단말기의 단말기 스피커 출력 단자 및 단말기 마이크로폰 입력 단자를 이동전화 단말기의 하우징 배면을 통하여 밧데리의 하우징 배면까지 연장하고, 밧데리 하우징 배면에 충전 단자와 별도의 스피커 출력 단자 및 마이크로폰 입력 단자를 형성한 후, 이에 대응하여, 핸즈프리(hands free)의 하우징 상면에 핸즈프리 스피커 입력 단자 및 핸즈프리 마이크로폰 출력 단자를 구비하면, 이동전화 단말기와 핸즈프리간의 음성 신호 전송 단자간의 전기적 콘택 구조로 본 발명을 적용할 수 있는 것이다. 이 때에는 전자석의 세기를 약화시키는 자화감쇄단계를 수행할 필요가 없다.
본 발명에 따른 콘택 단자 구조를 갖는 충전기를 버스, 지하철, 식당 등에 설치하면, 그 호환성으로 인하여, 집이나 사무실 외부에서도 용이하게 밧데리를 충전할 수 있는 장점이 있다.
이상, 첨부한 도면을 참조하여 본원 발명의 일 실시례를 설명하였으나, 본원 발명의 기술적 사상 및 그 보호 범위능 여기에 한정되는 것은 아니며, 청구범위에 기재된 사항과 실질적으로 동일한 모든 실시례에 미친다 할 것이다.
본 발명에 의하면, 전자석을 이용하여 2 장치간의 전기적 콘택을 정확히 달성할 수 있을 뿐만 아니라, 전기적 콘택이 필요 없는 동안에는 전자석의 자화를 중단시켜, 불필요한 자성체등이 예기치 않게 장치에 부착되는 문제를 해결할 수 있다. 또한, 전기적 접촉을 해제할 경우 용이하게 2장치를 서로 분리할 수 있는 효과가 있다.
Claims (7)
- 장치 1의 하우징;장치 2의 하우징;상기 장치 1의 하우징에 일정한 간격으로 이격되어 구비된 2개의 필수(必須) 강자성체편;상기 장치 2의 하우징에 구비되고, 상기 장치 1에 구비된 강자성체와 동일한 간격으로 이격된 2개의 필수(必須) 전자석;상기 장치 1의 하우징에 구비된 장치 1 측 콘택 단자;및상기 장치 2의 하우징상의 지점 중, 상기 장치 1의 하우징에 구비된 2개의 필수 강자성체편과 상기 장치 2의 하우징에 구비된 2개의 필수 전자석이 자력에 의하여 접촉할 때, 상기 장치 1 측 콘택 단자가 접촉하는 지점에 구비된 장치 2 측 콘택 단자;상기 장치 2의 하우징에 구비되고, 상기 장치 1의 하우징이 장치 2의 하우징에 근접하거나 이탈되면 일정한 전기 신호를 발생할 수 있는 근접 감지 수단;및상기 근접 감지 수단의 전기 신호에 따라 근접 신호시에는 상기 필수 전자석에 전류를 흘려 주고, 이탈 신호시에는 상기 필수 전자석에 흐르는 전류를 끓어 주는 전자석구동부;및상기 근접 감지 수단의 전기 신호에 따라 상기 전자석구동부를 구동 제어하는 제어부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 2 장치간 전기적 콘택 구조.
- 제 1 항에 있어서,상기 장치 1의 하우징에는 1 내지 8개의 보조(補助) 강자성체편을 더 구비하고, 상기 장치 2의 하우징상의 지점 중, 상기 장치 1의 하우징에 구비된 2개의 필수(必須) 강자성체편과 상기 장치 2의 하우징에 구비된 2개의 필수(必須) 자석이 자력에 의하여 접촉할 때, 상기 장치 1의 하우징에 구비된 보조 강자성체편이 접촉하는 지점에, 보조(補助) 전자석을 1 개씩 더 구비한 것을 특징으로 하는 2 장치간 전기적 콘택 구조.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 장치 1은 이동전화 단말기용 밧데리, 장치 1측 콘택 단자는 밧데리측 충전 단자, 상기 장치 2는 충전기, 상기 장치 2측 콘택 단자는 충전기측 충전 단자인것을 특징으로 하는 2 장치간 전기적 콘택 구조.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 장치 1은 이동전화 단말기용 밧데리, 장치 1측 콘택 단자는 이동전화 단말기의 스피커 출력 단자 및 마이크로폰 입력 단자를 밧데리 하우징 배면까지 연장한 단말기 스피커 출력 단자 및 단말기 마이크로폰 입력 단자, 장치 2는 핸즈프리, 장치 2측 콘택 단자는 핸즈프리 스피커 입력 단자 및 핸즈프리 마이크로폰 출력 단자인것을 특징으로 하는 2 장치간 전기적 콘택 구조.
- 장치 1의 하우징; 장치 2의 하우징; 상기 장치 1의 하우징에 일정한 간격으로 이격되어 구비된 2개 내지 10개의 강자성체편; 상기 장치 2의 하우징에 구비되고, 상기 장치 1에 구비된 강자성체와 동일한 평면 위치 관계로 배치된 2개 내지 10개의 전자석; 상기 장치 1의 하우징에 구비된 장치 1 측 콘택 단자;및 상기 장치 2의 하우징상의 지점 중, 상기 장치 1의 하우징에 구비된 강자성체편과 상기 장치 2의 하우징에 구비된 전자석이 자력에 의하여 접촉할 때, 상기 장치 1 측 콘택 단자가 접촉하는 지점에 구비된 장치 2 측 콘택 단자; 상기 장치 2의 하우징에 구비되고, 상기 장치 1의 하우징이 장치 2의 하우징에 근접하거나 이탈되면 일정한 전기 신호를 발생할 수 있는 근접 감지 수단;및 전자석에 흐르는 전류를 단속(斷續)할 수 있는 전자석구동부;및 상기 근접 감지 수단의 전기 신호에 따라 상기 전자석구동부를 구동 제어하는 제어부;로 구성되는 2 장치간 전기적 콘택 구조에 있어서, 상기 제어부는,(a)장치 2에 구비된 근접 감지 수단에 의하여 장치 1의 하우징이 장치 2의 하우징에 근접(近接)하는 것을 감지하는 근접 감지 단계;(b)상기 (a)단계에서 장치 1의 하우징이 근접하면 장치 2의 하우징에 구비된 전자석에 일정한 전류가 흐르도록 상기 전자석구동부를 제어하는 전자석 자화 단계;(c)상기 장치 2에 구비된 근접 감지 수단에 의하여 장치 1의 하우징의 이탈을 감지하는 이탈 감지 단계;및(d)상기 (c)단계에서 장치 1의 하우징의 이탈이 감지되면 장치 2에 구비된 상기 전자석의 전류를 차단하여 자화를 중지시키는 자화차단단계;를 수행하는 것을 특징으로 하는 2 장치간 전기적 콘택 제어 방법.
- 제 5 항에 있어서,상기 제어부는 상기 (c)단계 이전에 일정한 조건이 충족되면 상기 전자석에 흐르는 전류를 감소시켜, 전자석의 세기를 약화시키는 자화감쇄단계;를 더 수행하는 것을 특징으로 하는 2 장치간 전기적 콘택 제어 방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 장치 1은 이동전화 단말기용 밧데리, 장치 1측 콘택 단자는 밧데리측 충전 단자, 상기 장치 2는 충전기, 상기 장치 2측 콘택 단자는 충전기측 충전 단자이고, 상기 일정한 조건은 충전기에 의한 밧데리의 만충전인 것을 특징으로 하는 2 장치간 전기적 콘택 제어 방법.
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