KR200253479Y1 - 건전지를 이용한 휴대폰 배터리 대용 및 충전장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 시중에서 손쉽게 구매할 수 있는 건전지의 직류전원을 사용하여 방전된 휴대폰 배터리를 적정전압하에서 소정의 전원을 충전할 수 있도록 하여 사용자의 편의성과 제품의 효율성을 향상시키도록 한 것이다.

휴대폰의 커넥터 잭과 결합하여 건전지의 직류전원을 휴대폰 배터리에 충전할 수 있도록 하는 커넥터; 스프링형태로 이루어져 길이조절이 자유로우며 본체와 상기 커넥터를 전기적으로 연결하는 전선; 건전지와 컨버터회로부를 내장하여 상기 건전지의 직류전원을 휴대폰 배터리에 제공하기 적정한 전압으로 소정의 전원을 과충전없이 공급할 수 있도록 하는 본체로 이루어지는 건전지를 이용한 휴대폰 충전장치를 구현하고자 한 것이다.

Description

건전지를 이용한 휴대폰 배터리 대용 및 충전장치{A cellular phone battery substitute and charging equipment using a dry cell}

본 고안은 건전지를 이용한 휴대폰 배터리 대용 및 충전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 휴대폰 배터리를 충전시 교류전원을 이용하지 않고, 시중에서 용이하게 구매할 수 있는 일반 건전지의 직류전원을 이용하여 방전된 휴대폰에 결합시 즉시 통화할 수 있으며, 배터리를 충전할 수 있도록 하여 야외에서 간편하게 휴대하면서 방전된 휴대폰의 배터리를 충전할 수 있도록 한 건전지를 이용한 휴대폰 배터리 대용 및 충전장치에 관한 것이다.

최근 들어 대중화되어 많은 사람들이 휴대하는 휴대폰은 휴대 및 보관이 용이하고, 시간과 장소에 제약을 받지 않으면서 사용할 수 있다는 편리함으로 인해 갈수록 사용자의 수가 증가하고 있으며, 이러한 휴대폰은 단순히 전화기능 이외에도 인터넷에 접속하여 다양한 정보를 실시간으로도 제공받을 수 있으며, IMT-2000(International Mobile Telecommunications - 2000)을 대비하여 전세계의 누구와도 동영상으로 전화를 할 수 있는 등의 다양한 기능이 제공되어 많은 사용자가 보다 긴 통화시간을 필요로 하고 있는 실정이다.

일반적으로 이러한 휴대폰은 사용자가 휴대하면서 사용하기 때문에 일반 유선전화기에 비해 자체 배터리를 장착하여 휴대폰의 전원을 공급할 수 있도록 하고, 상기 배터리의 전원이 다 방전이 되면, 별도의 충전장치를 통해 재충전을 한 후, 다시 휴대폰에 장착하여 사용할 수 있는데, 이러한 배터리 충전장치로는 가정이나사무실 등지에서 제공되는 교류전원을 직류전원으로 변환하여 사용하는 일반적인 충전장치와 자동차의 시거잭을 이용한 시가잭용 충전기와 백화점 등지의 사람들이 많이 모이는 공공장소에 설치하여 소정의 대금을 지급한 후 사용하는 유료 자동 충전장치 등이 있다.

상기와 같이 휴대폰을 충전하는 충전장치는 출장이나 여행시에 휴대하기에 불편한 충전장치를 항상 휴대해야 하며, 입력전원인 220V의 콘센트가 구비되어 있는 장소에서만 충전이 가능하여 이동시나 야외 등지에 있을때에는 충전할 수가 없고, 또한 상기 충전장치와 결합된 상태에서는 전화통화하기가 불편하며, 충전시까지는 일정시간이 경과된 후에야만 전화통화가 가능하여 사용시에 불편함이 있다.

상기 시거잭용 충전기의 경우도 자동차의 배터리에서 공급되는 전원을 공급받아야 하기 때문에 항상 자동차에 탑승한 후에만 충전이 가능하며, 충전시에도 자동차 배터리의 방전을 방지하기 위해 공회전을 가속시킴으로 인해 연료가 불필요하게 소모되고, 배기오염의 염려가 있는 문제점이 있어 사용상의 불편함이 여전히 내재되어 있고, 공공장소 등지에 설치된 유료 자동 충전장치를 이용하여 휴대폰의 방전된 배터리를 충전하는 경우에도 설치되어 있는 장소에까지 사용자가 이동한 후, 소정의 대금을 지불하여 충전을 받을 수 있어 사용상의 많은 불편함이 있다.

이러한 불편함으로 인해 여행이나 출장시 또는 이동중이나 야외 등지에서 휴대가 간편하여 휴대폰의 배터리 방전시 즉시 전화통화를 할 수 있는 휴대폰 배터리 대용 및 충전장치에 대한 연구가 많이 이루어지고 있는데, 이에 대한 선출원된 내용을살펴보면, 실용신안출원 제2000-1062호인 '건전지 겸용 충전 배터리', 실용신안출원 제2000-22452호인 '휴대폰용 비상 충전기' 등이 있다.

상기 실용신안출원 제2000-1062호인 '건전지 겸용 충전 배터리'은 도1에 도시된 바와 같이 충전배터리 케이스를 휴대폰과 결합되는 쪽 면의 1/9정도 남기고 개폐시키고 전기입력단자와 전력출력단자가 입출력단자와 접촉되는 부분을 단락시켜 충전 배터리 케이스와 충전배터리 본체의 분해와 결합이 될 수 있도록 하고 파손을 막기 위해 충전 배터리 본체의 표면에 얇은 플라스틱 보호막을 하고, 건전지 사용시 충전 배터리 케이스의 빈공간에 건전지를 넣어 사용할 수 있게 충전 배터리 케이스 양면에 건전지 직렬연결 전극판을 각각 설치하고, 건전지의 최종 출력부분과 전력출력단자를 전선으로 연결시켜 휴대폰에 전력을 공급할 수 있게 하여 배터리와 건전지를 겸용으로 사용할 수 있도록 한 것이다.

상기 실용신안출원 제2000-22452호인 '휴대폰용 비상 충전기'는 충전회로와 충전용 램프가 내장되며 전방에는 충전용플러그가 설치되며 후방에는 양극 및 음극단자가 설치되는 케이스를 포함하는 본체와 상기 본체에 착탈 가능하며 상기 충전회로에 충전용 전원을 공급하도록 양극 및 음극단자가 설치된 전원공급수단으로 구성되어 건전지로서 휴대폰 배터리를 충전토록 한 것이고, 상기 전원공급수단은 다수의 건전지를 수납할 수 있는 케이스 및 양극과 음극단자가 직접 형성된 건전지로 구성하고, 상기 충전회로는 직류전원을 입력받아 정전압과 정전류제어를 하여 배터리를 충전하는 DC/DC컨버터와 상기 DC/DC컨버터에 연결되어 배터리의 충전상태에 따라 서로 상이한 색을 점등하도록 한 충전상태 제어 및 표시부로 구성한다.

상기 선출원을 통해 일반시중에서 용이하게 구매할 수 있는 건전지를 이용하여 휴대폰의 배터리의 방전시 신속하게 충전하여 사용할 수 있도록 한 이점은 있지만, 상기 선출원된 제20-2000-1062호인 '건전지 겸용 충전 배터리'는 휴대폰의 각 모델마다 배터리의 용량이나 크기 등이 상이하여 해당 휴대폰에만 사용할 수 있어 사용상의 제약으로 인해 실용성이 떨어진다는 문제점이 있다,

상기 선출원된 제20-2000-22452호인 '휴대폰용 비상 충전기'는 휴대폰의 모델에 상관없이 커넥터 잭을 통해 전원을 공급할 수 있어 용이하게 방전된 휴대폰의 배터리를 충전할 수 있도록 하였지만, 전극단자를 통해 착탈되는 본체와 전원공급수단이 휴대 및 보관상의 부주의로 인해 분실할 우려가 있고, 휴대폰 배터리가 방전된 경우 신속하게 전화통화를 해야 할 필요가 있을때 상기 선출원된 고안을 휴대폰에 결합한 상태에서 전화통화하기에는 사용상의 불편함이 있으며, 또한 상기 충전회로를 사용하는 경우에는 방전된 휴대폰 배터리의 충전시, 휴대폰의 방전된 상태를 정확하게 측정할 수 없고, 휴대폰 배터리의 적정전압을 일정하게 유지하기가 어려워 연속충전하는 경우 과충전으로 인해 배터리의 수명을 단축시키게 되고, 충전효율도 떨어지며, 제조단가가 상승하여 사용자의 경제적 부담을 가중시킨다는 문제점이 있다.

본 고안은 상기의 종래 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 시중에서 손쉽게 구입할 수 있는 건전지를 사용하여 방전된 휴대폰 배터리 대용으로 사용함과 동시에 휴대폰 배터리를 충전할 수 있도록 하고, 충전시에 휴대폰의 다양한 모델에 대해 제약을 받지않고 충전을 할 수 있도록 하고, 방전된 휴대폰과 연결되는 커넥터 전선이 스프링형태로 이루어져 있어 사용자가 급한 전화통화를 하는 경우에 가방이나 주머니 등에 보관한 상태에서 상기 커넥터만을 휴대폰에 결합하여 사용할 수 있도록 하여 사용자의 편의성을 향상시키도록 하는데 목적이 있다.

본 고안에 내장되어 있는 컨버터회로인 IC회로를 통해 휴대폰 배터리의 방전된 상태를 정확하게 측정하여 그에 상응하는 전원을 일정량 공급할 수 있도록 하고, 휴대폰에 통상적으로 많이 사용되는 리튬-이온 배터리에 적정한 전압인 4.2V의 전압을 자동 설정되도록 하는 IC회로를 사용하여 연속충전하는 경우에도 과충전이 되지 않아 배터리의 수명을 유지할 수 있도록 하며, 제조단가가 저렴하여 사용자의 경제적인 부담을 줄일 수 있어 제품의 효율성을 향상시키도록 하는데 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 휴대폰의 커넥터 잭과 결합하여 건전지의 직류전원을 휴대폰 배터리에 충전할 수 있도록 하는 커넥터; 스프링형태로 이루어져 길이조절이 자유로우며 본체와 상기 커넥터를 전기적으로 연결하는 전선; 건전지와 컨버터회로부를 내장하여 상기 건전지의 직류전원을 휴대폰 배터리에 제공하기 적정한 전압으로 소정의 전원을 과충전없이 공급할 수 있도록 하는 본체로 이루어지는 건전지를 이용한 휴대폰 배터리 대용 및 충전장치를 구현하고자 한 것이다.

도1은 종래의 건전지 겸용 충전 배터리를 도시한 사시도

도2는 종래의 휴대폰 충전기를 도시한 사시도

도3은 본 고안에 적용되는 휴대폰 배터리 대용 및 충전장치의 분해 사시도

도4는 본 고안에 적용되는 충전회로부의 기능에 대한 일예를 도시한 회로도

도5는 본 고안에 적용되는 휴대폰 배터리 대용 및 충전장치의 조립된 사용 상태도

*도면의 주요부분에 대한 부호설명*

10. 커넥터 20. 전선

30. 본체 31. 스프링홀더

32. 건전지 40. 컨버터회로부

41. 비교기 42. 제어부

43. 콘덴서 44. 게이트

50. 건전지 수용부 51. 결합홈

52. 걸림홈 60. 덮개

61. 결합돌기 62. 결합편

본 고안은 건전지(32)와 컨버터회로부(40)를 내장한 본체(30)와 휴대폰(1)에 형성된 커넥터 잭(2)과 연결되는 커넥터(10)를 스프링형태의 전선(20)으로 연결되게 하여 휴대 및 보관이 용이하며, 사용상의 편의성을 향상시켜 충전중에도 휴대폰(1)을 이용해 전화통화가 가능하도록 한 것이며, 상기 컨버터회로부(40)는리튬-이온 배터리용의 충전소자를 사용하여 건전지(32)에서 공급되는 6V의 직류전원을 리튬-이온 배터리에 충전시, 상기 배터리의 적정전압인 4.2V로 자동설정되도록 함으로써, 과충전됨없이 안정된 전압에 의해 일정량의 전원을 충전할 수 있도록 한다.

이하, 도면을 참조하여 건전지(32)를 이용한 휴대폰 충전장치에 대해서 상세히 설명한다.

도3은 본 고안에 적용되는 휴대폰 배터리 대용 및 충전장치의 분해 사시도이고, 도4는 본 고안에 적용되는 충전회로부의 기능에 대한 일예를 도시한 회로도이고, 도5는 본 고안에 적용되는 휴대폰 배터리 대용 및 충전장치의 조립된 사용 상태도이고, 미도시 부호 1은 휴대폰, 2는 커넥터 잭이다.

도3은 본 고안에 적용되는 휴대폰 배터리 대용 및 충전장치의 분해 사시도이다.

도시된 바와 같이 휴대폰(1)의 커넥터 잭(2)에 결합되는 커넥터(10)와 본체(30)를 스프링형태의 전선(20)으로 연결하고, 상기 본체(30)에는 컨버터회로부(40), 건전지 수용부(50) 및 덮개(60)로 구성되게 한다.

상기 커넥터(10)는 핸드폰 배터리와 회로적으로 연결될 수 있도록 상기 핸드폰(1)에 형성되어 있는 커넥터 잭(2)에 삽입하여 결합되도록 하고, 특히 견고하게 결합하는 방식으로는 상기 커넥터 잭(2)과 결합되는 커넥터의 양측면에 걸림편(미도시됨)을 형성하여 착탈버튼(미도시됨)의 작동에 의해 착탈되도록 구성할 수도 있다.

상기 커넥터(10)와 본체(30)는 일체로 형성하지 않고, 스프링형태의 전선(20)을 사용하여 상호 전기적으로 연결되게 구성하여 사용자가 커넥터(10)를 휴대폰(1)의 커넥터 잭(2)에 결합할 때 사용자의 힘에 의해 길이가 길어질 수도 있고, 사용하지 않을때에는 스프링의 탄지되는 힘에 의해 원위치로 복원되어 사용이 용이하게 구성한다.

상기 본체(30)는 컨버터회로부(40), 건전지(32)를 수용할 수 있는 건전지 수용부(50) 및 덮개(60)로 형성하되, 상기 컨버터회로부(40)는 커넥터(10)와 본체(30)를 전기적으로 연결시키는 전선(20)과 건전지(32) 사이에 형성하여 음극 및 양극단자를 통해 건전지(32)에서 제공하는 직류전원을 일정한 전압으로 유지하여 전선(20)과 커넥터(10)를 통하여 휴대폰 배터리로 직류전원을 공급하도록 하는데, 구성원리에 대해서는 도4에서 상세히 설명한다.

상기 건전지 수용부(50)는 양측면에 스프링홀더(31)를 형성하여 컨버터회로부(40)의 음극 및 양극단자와 연결되어 건전지(32)의 직류전원을 전달하는 역활을 하고, 스프링의 탄성력에 의해 상기 건전지(32)를 견고히 고정되게 지지하도록 하고, 상기 건전지 수용부(50)의 하측면에 덮개(60)의 결합돌기(61)와 끼움방식으로 결합되는 결합홈(51)을 형성하고, 상측면에 덮개(60)의 결합편(62)과 결합되는 걸림홈(52)을 형성한다.

상기 덮개(60)는 건전지 수용부(50)에 건전지(32)가 수용되면, 상기 건전지(32)가 건전지 수용부로(50)부터 이탈되지 않도록 결합되도록 하되, 일측에 결합돌기(61)를 형성하여 상기 건전지 수용부(50)의 하측면에 형성된 결합홈(51)에삽입되어 결합되게 하고, 타측에 결합편(62)을 형성하되, 자체적으로 어느정도의 탄성을 지니도록 하여 상기 건전지 수용부(50)의 상측면에 형성된 걸림홈(52)에 결합되면, 상기 결합편(62)이 자체 탄성력에 의해 걸림홈(52)에 결합되게 하고, 탈착시에는 사용자가 상기 결합편(62)에 일정한 힘을 가하여 당기면, 용이하게 제거되도록 한다.

도4는 본 고안에 적용되는 컨버터회로부의 기능에 대한 일예를 도시한 회로도이다.

휴대폰 배터리가 방전되어 본 고안에 의해 충전을 받아야 할 경우 커넥터(10)를 상기 휴대폰(1)의 커넥터 잭(2)에 결합하여 회로적으로 상호 연결되면, 건전지 수용부(50)에 내장되어 있는 건전지(32)로부터 전원을 공급받아 컨버터회로부(40)와 커넥터(10)를 통해 소정의 전원을 충전하는데, 상기 컨버터회로부(40)는 리튬-이온 배터리 전용소자인 IC로 SOT23부품을 사용하되, 비교기(41)에서 휴대폰(1)의 배터리 방전상태를 확인하여 제어부(42)로 해당 결과데이터를 전송한다.

상기 제어부(42)는 게이트(44)를 ON/OFF 스위칭동작을 시켜 4.179 ∼ 4.221V를 자동설정하여 적정전압을 출력하도록 하되, 콘덴서(43)는 상기 제어부(42)의 ON/OFF 스위칭주기 시간을 정하도록 하며, 상기 제어부(42)에서 내부적으로 ON/OFF 신호를 게이트(44)에 공급하면, 상기 게이트(44)는 제어부(42)에서 전송되는 신호에 따라 ON/OFF되어 휴대폰 배터리에 4.2V의 적정전압하에 전원을 공급할 수 있도록 한다.

이상과 같이 본 고안의 일실시례에 의해 구성된 건전지를 이용한 휴대폰 충전장치의 작용방법을 살펴보면 다음과 같다.

방전된 휴대폰(1)의 배터리를 충전하기 위해서는 시중에서 용이하게 구입할 수 있는 1.5V 알카라인 건전지 4개를 건전지 수용부(50)에 내장하되, 직렬로 연결하여 전극단자역활을 하는 스프링홀더(31)와 결합하여 이탈되지 않도록 지지되게 한 후, 덮개(60)에 형성된 결합돌기(61)와 결합편(62)을 건전지 수용부(50)에 결합하여 밀봉되게 하고, 커넥터(10)를 휴대폰(1)의 커넥터 잭(2)에 결합한다.

상기 커넥터(10)와 휴대폰(1)의 커넥터 잭(2)이 회로적으로 연결되면, 건전지(32)의 직류전원은 컨버터회로부(40)를 통해 휴대폰(1)의 배터리에 충전되도록 하는데, 상기 컨버터회로부(40)의 제어부(42)는 비교기(41)에서 휴대폰 배터리의 방전된 상태를 확인하여 판단한 후, 콘덴서(43)의 ON/OFF 스위칭 시간주기에 따라 ON/OFF신호를 게이트(44)에 전송하고, 상기 게이트(44)는 건전지(32)의 직류전원을 ON/OFF여부에 따라 전원을 공급하되, 스프링형태의 전선(20)과 커넥터(10)를 통해 휴대폰 배터리에 일정전압에 의한 적정량의 전원을 충전할 수 있도록 한다.

이상과 같이 커넥터(10)와 본체(30) 사이의 연결되는 전선(20)을 스프링형태로 형성하여 충전시에도 전화통화가 가능하도록 사용상의 편의성을 향상시키고, 컨버터회로부(40)를 통해 연속충전시 과충전없이 효율적으로 충전할 수 있도록 한 실용적인 고안이며, 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시례 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.

본 고안은 일반시중에서 용이하게 구매할 수 있는 건전지를 사용하여 휴대폰 배터리의 방전시, 상기 건전지의 직류전원을 공급받아 즉시 전화통화 및 배터리를 충전할 수 있도록 한 것으로, 휴대 및 보관이 간편하며 충전시에도 휴대폰을 통해 전화통화가 가능하도록 하여 사용자의 편의성을 향상시키는 효과가 있으며, 리튬-이온 배터리 전용 컨버터회로를 사용하여 연속충전에 의한 과충전염려없이 적정한 전압하에 소정의 전원을 안정되게 공급될 수 있도록 하여 제품의 효율성을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 휴대폰 충전장치에 있어서,

   휴대폰의 커넥터 잭과 결합하여 건전지의 직류전원을 휴대폰 배터리에 충전할 수 있도록 하는 커넥터; 스프링형태로 이루어져 길이조절이 자유로우며 본체와 상기 커넥터를 전기적으로 연결하는 전선; 건전지와 컨버터회로부를 내장하여 상기 건전지의 직류전원을 휴대폰 배터리에 제공하기 적정한 전압으로 소정의 전원을 과충전없이 공급할 수 있도록 하는 본체;로 이루어짐을 특징으로 하는 건전지를 이용한 휴대폰 배터리 대용 및 충전장치
2. 제1항에 있어서,

   상기 본체는 다수개의 건전지를 수용할 수 있는 건전지 수용부; 건전지의 전원을 컨버터회로부로 전달하고, 상기 건전지의 이탈을 방지하도록 지지하는 스프링홀더; 상기 건전지의 전압을 휴대폰 배터리에 적정한 전압으로 변환하고, 일정량의 건전지 직류전원을 전선과 커넥터를 통해 휴대폰 배터리에 충전할 수 있도록 제어하는 컨버터회로부; 상기 컨버터회로부가 외부에 의해 손상되는 것을 방지하고, 건전지가 안전하게 내장되도록 하기 위해 양측에 결합돌기와 결합편을 형성한 덮개로 이루어짐을 특징으로 하는 건전지를 이용한 휴대폰 배터리 대용 및 충전장치
3. 상기 컨버터회로부는 스프링형태의 전선과 건전지 사이에 형성하여 음극 및양극단자를 통해 상기 건전지에서 제공하는 직류전원을 일정한 전압으로 유지하여 휴대폰 배터리에 소정의 직류전원을 공급하도록 구성함을 특징으로 하는 건전지를 이용한 휴대폰 배터리 대용 및 충전장치