KR200274637Y1 - 전압변환 및 방전기능이 구비된 휴대용 멀티 배터리팩 - Google Patents
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Abstract
개시된 내용은 전압변환 및 방전기능이 구비된 휴대용 멀티 배터리팩에 관한 것으로서, 충전장치로부터 입력되는 전압을 충전하며, 충전된 전압을 외부로 출력하는 복수의 충전용 전지와; 충전장치와 연결하여 충전장치로부터 입력되는 외부 전원을 통해 충전용 전지를 충전하도록 하며, 충전을 필요로 하는 휴대용 전자기기와 연결하여 충전용 전지에 충전된 전압을 휴대용 전자기기로 출력하여 휴대용 전자기기의 배터리를 충전하도록 하는 전원 충전 및 외부 배터리 충전용 커넥터와; 휴대용 전자기기의 충전을 위한 사용자의 조작에 따라 복수의 충전용 전지를 직렬 또는 병렬로 스위칭하여 전압을 변환하도록 하는 전압변환 스위치부와; 사용자의 조작에 따라 스위칭되어 복수의 충전용 전지의 잔류 전압을 방전하는 방전 스위치부로 구성된다.
따라서, 본 고안은 각 전자기기의 사용전압에 관계없이 전압변환을 통해 해당 전자기기를 충전할 수 있도록 하고, 방전기능을 통해 휴대용 멀티 배터리팩을 영구적으로 사용할 수 있는 효과를 제공한다.
Description
본 고안은 휴대용 멀티 배터리팩에 관한 것이다.
보다 상세하게는 각종 전자기기의 충전 또는 백업용으로 이용되는 휴대용 멀티 배터리팩에 전압변환 및 방전을 위한 스위치 회로를 구비하여 각 전자기기의 사용전압에 관계없이 전압변환을 통해 해당 전자기기를 충전할 수 있도록 하고, 방전기능을 통해 휴대용 멀티 배터리팩을 영구적으로 사용할 수 있도록 하는 전압변환 및 방전기능이 구비된 휴대용 멀티 배터리팩에 관한 것이다.
최근 들어 복수의 충전용 전지가 결합되어 있는 충전용 배터리팩의 사용이 크게 증가하고 있으며, 유/무선 전화기 및 무전기, 디지털 사진기, 회로기판의 백업용 전원, 휴대용 오디오 기기(MP3 플레이어, CD 플레이어) 등에 광범위하게 사용되고 있다.
이러한 충전용 배터리팩은 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 및 니켈-수소(Ni-MH)로 된 충전용 전지를 이용하여 제조하게 되며, 보통 1년 내지 2년 정도 사용할 뿐 충전 능력의 저하로 인하여 더 이상 오래 사용하지 못한다.
왜냐하면, 니켈-카드뮴 전지의 유효 재료인 니켈과 카드뮴은 미세하게 갈라진 결정으로 존재하기 때문에 충전용 전지의 상태가 좋다면 이 결정들의 크기가 작아서 표면적이 최대가 되지만, 기억 현상(전해질의 결정질 형성, Crystallization of Electrolyte)이 일어나면 결정들의 크기가 커져 표면적이 급속하게 감소하고, 전압이 떨어져 충전 성능이 감소하며, 약간의 용량이 남아있을 수 있지만 전지의 전압 유지 능력이 낮아 회복시킬 수 없기 때문이다.
또한 이런 상태에서 더 진행하면, 결정들의 날카로운 가장자리는 양극판과 음극판 사이에 있는 격리판을 꿰뚫어버려 자기 방전이 커지거나 양쪽극판 사이에 합선을 일으켜 충전용 전지는 더 이상 사용할 수 없게 되며, 충전하여 오래 보관하면 전해질은 서서히 결정화되므로 작동시간이 짧아진다.
이에 따라 충전용 배터리팩을 이용하고 있는 대부분의 사용자들은 배터리팩을 장기간 사용하면서 충전 능력이 저하되지 않도록 하는 방법으로 충전용 배터리팩을 충분히 방전시킨 후 사용하여야 한다고 생각하고 있다.
그러나, 상술한 바와 같이 일반적인 충전용 배터리팩을 방전시킬 경우 대부분의 배터리팩의 충전용 전지들이 직렬 회로로 이루어져 있기 때문에 직렬로 방전할 수밖에 없어 배터리팩을 구성하는 일부의 충전용 전지들의 과방전이 발생되거나 또는 전위가 계속 바뀌는 현상이 발생되는 문제점이 발생하여 배터리팩의 수명 연장에 큰 도움이 되지 못하였으며, 충전용 전지들의 균등화나 원상복구가 힘들고 불가능한 문제점이 있었다.
그리고, 상술한 충전용 전지들은 충/방전을 계속하여 개선할 수 있다고 하지만, 기존의 충전용 배터리팩에서는 구현하기 불가능하며, 배터리팩을 이루고 있는 각각의 충전용 전지들을 개별적으로 충전하여 사용한 후 개별적으로 방전하도록 하는 충전용 배터리팩 또한 개발되어 있지 않은 실정이다.
또한, 일반적인 충전용 배터리팩을 무선 전화기 및 무전기, 디지털 사진기, 회로기판의 백업용 전원, 휴대용 오디오 기기(MP3 플레이어, CD 플레이어) 등에 사용할 때에는 종래의 충전용 배터리팩이 전압 변환이 되지 않기 때문에 사용자들은해당 기기의 사용전압에 적합한 충전용 배터리팩을 따로 선택하여 사용하여야 하는 불편함이 있었다.
본 고안의 목적은 전술한 문제점을 해결할 수 있도록, 각종 전자기기의 충전 또는 백업용으로 이용되는 휴대용 멀티 배터리팩에 전압변환 및 방전을 위한 스위치 회로를 구비함으로써, 각 전자기기의 사용전압에 관계없이 전압변환을 통해 해당 전자기기를 충전할 수 있도록 하며, 직렬 충전, 병렬 방전 방식을 통해 휴대용 멀티 배터리팩을 영구적으로 사용할 수 있도록 하는 전압변환 및 방전기능이 구비된 휴대용 멀티 배터리팩을 제공하는데 있다.
도 1은 본 고안에 따른 전압변환 및 방전기능이 구비된 휴대용 멀티 배터리팩의 구성을 개략적으로 나타낸 도면,
도 2는 본 고안에 따른 전압변환 및 방전기능이 구비된 휴대용 멀티 배터리팩의 내부 회로를 상세하게 나타낸 회로도,
도 3과 도 4는 사용자의 전압변환 선택에 따른 병렬 또는 직렬 구성 상태를 나타낸 회로도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 휴대용 멀티 배터리팩
110 : 전원 충전 및 외부 배터리 충전용 커넥터
120 : 전압변환 스위치부
130 : 방전 스위치부
140 : 충전용 전지
이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 전압변환 및 방전기능이 구비된 휴대용 멀티 배터리팩은, 충전장치를 사용하여 충전시킨 후 휴대하고 다니면서 소지하고 있는 휴대용 전자기기와 연결하여 휴대용 전자기기의 배터리를 충전시키는 휴대용 멀티 배터리팩에 있어서, 충전장치로부터 입력되는 전압을 충전하며, 충전된 전압을 외부로 출력하는 복수의 충전용 전지와; 충전장치와 연결하여 충전장치로부터 입력되는 외부 전원을 통해 충전용 전지를 충전하도록 하며, 충전을 필요로 하는 휴대용 전자기기와 연결하여 충전용 전지에 충전된 전압을 휴대용 전자기기로 출력하여 휴대용 전자기기의 배터리를 충전하도록 하는 전원 충전 및 외부 배터리 충전용 커넥터와; 휴대용 전자기기의 충전을 위한 사용자의 조작에 따라 복수의 충전용 전지를 직렬 또는 병렬로 스위칭하여 전압을 변환하도록 하는 전압변환스위치부와; 사용자의 조작에 따라 스위칭되어 복수의 충전용 전지의 잔류 전압을 방전하는 방전 스위치부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 전압변환 및 방전기능이 구비된 휴대용 멀티 배터리팩을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 고안에 따른 전압변환 및 방전기능이 구비된 휴대용 멀티 배터리팩의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 2는 도 1의 구성을 보다 상세하게 나타낸 회로도이다.
도시된 바와 같이, 전원 충전 및 외부 배터리 충전용 커넥터(110)는 충전장치(도면에 도시되어 있지 않음)와 연결하여 충전장치로부터 입력되는 외부 전원을 통해 복수의 충전용 전지(140)를 충전하도록 한다.
그리고, 충전을 필요로 하는 휴대용 전자기기(도면에 도시되어 있지 않음)와 연결하여 충전용 전지(140)에 충전된 전압을 휴대용 전자기기로 출력하여 휴대용 전자기기의 배터리를 충전하도록 한다.
전압변환 스위치부(120)는 휴대용 전자기기의 충전을 위한 사용자의 조작에 따라 복수의 충전용 전지(140)를 직렬 또는 병렬로 스위칭하여 전압을 변환하도록 한다. 이때, 전압변환 스위치부(120)를 구성하는 각 스위치(S1 내지 S4)는 서로 연동되어 동작한다.
상술한 전압변환 스위치부(120)는, 1.5V, 4.5V의 2단 전압조절이 가능하도록 구성되어 있으며, 사용자의 1.5V 또는 4.5V 선택에 따라 복수의 충전용 전지(140)의 배열이 병렬 또는 직렬이 되도록 스위칭한다.(도 3과 도 4 참조)
이때, 상술한 1.5V, 4.5V의 2단 전압조절은 본 고안의 설명을 용이하기 위해 1.5V의 충전용 전지 3개를 사용할 때의 병렬 또는 직렬 연결시 전압을 예시한 것으로, 제조사의 사정에 따라 충전용 전지의 수량을 조절할 수 있음은 물론이다.
또한, 전압변환 스위치부(120)는, 충전장치로부터 입력되는 외부 전압을 통해 충전용 전지(140)를 충전시킬 경우 복수의 충전용 전지(140)의 배열이 직렬이 되도록 하며, 충전용 전지(140)의 잔류 전압을 방전시킬 경우 복수의 충전용 전지(140)의 배열이 병렬이 되도록 한다.
방전 스위치부(130)는 사용자의 조작에 따라 스위칭되어 복수의 충전용 전지(140)의 잔류 전압을 방전하도록 한다.
상술한 방전 스위치부(130)는, 스위치(S5), 저항(R), 다이오드(D)가 직렬로 연결되어 있으며, 스위치(S5)의 일단과 다이오드(D)의 캐소드 단자가 충전용 전지(140)와 연결되어 사용자의 스위치 조작에 따라 폐회로를 형성하여 복수의 충전용 전지(140)의 잔류 전압을 방전시킨다.
복수의 충전용 전지(140)는 니켈-카드뮴 또는 니켈-수소를 재료로 하고, 전원 충전 및 외부 배터리 충전용 커넥터(110)를 통해 충전장치로부터 입력되는 전압을 충전하며, 전원 충전 및 외부 배터리 충전용 커넥터(110)에 휴대용 전자기기가 연결된 경우 충전된 전압을 해당 휴대용 전자기기로 출력한다.
다음에는, 이와 같이 구성된 본 고안에 따른 전압변환 및 방전기능이 구비된 휴대용 멀티 배터리팩의 작용을 도 3과 도 4를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3과 도 4는 사용자의 전압변환 선택에 따른 병렬 또는 직렬 구성 상태를나타낸 회로도이다.
우선, 사용자가 휴대용 멀티 배터리팩(100)에 구비되어 있는 전원 충전 및 외부 배터리 충전용 커넥터(110)를 충전장치에 연결시키면, 전원 충전 및 외부 배터리 충전용 커넥터(110)를 통해 외부 전원이 입력되어 각 충전용 전지(140)가 충전된다.
이때, 충전장치로부터 입력되는 외부 전압을 통해 충전용 전지(140)를 충전시킬 경우, 사용자는 복수의 충전용 전지(140)의 배열이 직렬이 되도록 전압변환 스위치부(120)를 4.5V로 선택한다.
이와 같이 사용자가 전압변환 스위치부(120)를 4.5V로 선택하게 되면, 전압변환 스위치부(120)의 각 스위치(S1 내지 S4)가 도 4에 도시된 바와 같이 동시에 b 단자로 접점되어 복수의 충전용 전지(140)의 배열이 직렬 상태가 되고 입력되는 외부 전원에 의해 각 충전용 전지(140)가 충전된다.
이후, 사용자가 충전된 휴대용 멀티 배터리팩(100)을 소지하고 이동하는 도중 휴대전화, CD 플레이어, PDA, 카세트 테이프 플레이어, MP3 플레이어 등의 휴대용 전자기기의 전원이 다 소진되면, 사용자는 휴대용 멀티 배터리팩(100)의 전원 충전 및 외부 배터리 충전용 커넥터(110)를 해당 휴대용 전자기기에 연결하여 휴대용 전자기기의 배터리를 충전시킨다.
이때, 충전 대상의 휴대용 전자기기의 사용 전압이 4.5V인 휴대전화, CD 플레이어, PDA 등이라면, 사용자는 복수의 충전용 전지(140)의 배열이 직렬이 되도록 전압변환 스위치부(120)를 4.5V로 선택한다.
이와 같이 사용자가 전압변환 스위치부(120)를 4.5V로 선택하게 되면, 전압변환 스위치부(120)의 각 스위치(S1 내지 S4)가 도 4에 도시된 바와 같이 동시에 b 단자로 접점되어 복수의 충전용 전지(140)의 배열이 직렬 상태가 되고 각 충전용 전지(140)의 전압이 전원 충전 및 외부 배터리 충전용 커넥터(110)를 통해 휴대용 전자기기의 배터리로 출력되어 해당 휴대용 전자기기의 배터리가 충전된다.
그러나, 충전 대상의 휴대용 전자기기의 사용 전압이 1.5V인 카세트 테이프 플레이어, MP3 플레이어 등이라면, 사용자는 복수의 충전용 전지(140)의 배열이 병렬이 되도록 전압변환 스위치부(120)를 1.5V로 선택한다.
이와 같이 사용자가 전압변환 스위치부(120)를 1.5V로 선택하게 되면, 전압변환 스위치부(120)의 각 스위치(S1 내지 S4)가 도 3에 도시된 바와 같이 동시에 a 단자로 접점되어 복수의 충전용 전지(140)의 배열이 병렬 상태가 되고 각 충전용 전지(140)의 전압이 전원 충전 및 외부 배터리 충전용 커넥터(110)를 통해 휴대용 전자기기의 배터리로 출력되어 해당 휴대용 전자기기의 배터리가 충전된다.
즉, 사용자는 휴대전화, CD 플레이어, PDA, 카세트 테이프 플레이어, MP3 플레이어 등의 휴대용 전자기기의 사용 전압에 관계없이 신속하게 해당 휴대용 전자기기의 배터리를 충전시킬 수 있게 되는 것이다.
한편, 전술한 바와 같이 각종 휴대용 전자기기의 충전용으로 사용되는 휴대용 멀티 배터리팩(100)의 충전 전압이 소진되거나 또는 휴대용 멀티 배터리팩(100)의 충전 성능이 저하되는 경우, 사용자는 휴대용 멀티 배터리팩(100)의 충전용 전지(140)들의 에너지 상태를 균등화시키기 위해 방전 스위치부(130)를 조작하여 복수의 충전용 전지(140)의 잔류 전압을 방전시킴으로써, 휴대용 멀티 배터리팩(100)을 영구적으로 사용할 수 있도록 한다.
즉, 사용자가 휴대용 멀티 배터리팩(100)에 구비된 방전 스위치부(130)를 조작하여 스위치(S5)가 접점되면, 방전 스위치부(130) 및 복수의 충전용 전지(140) 사이에 폐회로가 형성되어 복수의 충전용 전지(140)의 잔류 전압이 방전된다.
이때, 사용자는 복수의 충전용 전지(140)의 배열이 병렬이 되도록 전압변환 스위치부(120)를 4.5V로 선택함으로써, 불완전 방전된 충전용 전지(140)들은 과방전된 충전용 전지(140)들을 충전시키면서 스스로는 방전하고, 과방전된 충전용 전지(140)들은 불완전 방전된 충전용 전지(140)들에 의해 충전되도록 한다.
이렇게 복수의 충전용 전지(140)의 배열이 병렬이 되도록 구성하게 되면 외관상 전위가 같아지는 것처럼 보인다. 그러나, 일부 충전용 전지(140)의 내부저항과 내부 전해질 결정화를 고려하지 않으므로 충전용 전지(140) 내부의 결정화, 즉, 기억 현상을 해결하기 위해 휴대용 멀티 배터리팩(100)의 전압변환 스위치부(120)를 1.5V 전압 병렬회로 상태에서 방전 스위치부(130)를 조작하여 충전용 전지(140) 내부의 결정화를 제거하고 원상 복구를 시키면서 충전용 전지(140)들의 에너지 상태를 균등화시킨다.
이러한 휴대용 멀티 배터리팩(100)의 병렬회로 방전의 장점은 부하전류를 쉽게 조절할 수 있어 충전용 전지(140)의 개수가 늘어나는 만큼 부하전류의 범위가 늘어나 균등화와 원상 복구가 훨씬 더 쉬워지며, 휴대용 멀티 배터리팩(100)의 수명이 연장되어 영구적으로 사용할 수 있게 된다.
이상에서와 같이 본 고안의 전압변환 및 방전기능이 구비된 휴대용 멀티 배터리팩에 따르면, 사용자들이 간편하게 휴대하고 다니는 휴대용 멀티 배터리팩의 전압변환 스위치 조작을 통해 소지하고 있는 휴대 전화, 휴대용 오디오 기기 등의 사용전압에 관계없이 해당 기기의 배터리를 충전할 수 있기 때문에 사용자들은 종전처럼 해당 기기의 사용전압에 적합한 충전용 배터리팩을 따로 선택하여 사용하여야 하는 불편함을 해소할 수 있으며, 휴대용 멀티 배터리를 통해 외부 기기를 충전하는 도중 전화 통화 및 기기 이용이 가능한 효과가 있다.
그리고, 사용자의 휴대용 멀티 배터리팩의 방전 스위치 조작에 따라 각 충전용 전지를 병렬로 방전함으로써, 불완전 방전된 충전용 전지들은 과방전된 충전용 전지들을 충전시키면서 스스로는 방전하고, 과방전된 충전용 전지들은 불완전 방전된 충전용 전지들에 의해 충전되어 휴대용 멀티 배터리팩을 영구적으로 사용할 수 있는 이점이 있다.
여기에서, 상술한 본 고안에서는 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 실용신안등록청구범위에 기재된 본 고안의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 고안을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Claims (5)
- 충전장치를 사용하여 충전시킨 후 휴대하고 다니면서 소지하고 있는 휴대용 전자기기와 연결하여 휴대용 전자기기의 배터리를 충전시키는 휴대용 멀티 배터리팩에 있어서,상기 충전장치로부터 입력되는 전압을 충전하며, 충전된 전압을 외부로 출력하는 복수의 충전용 전지;상기 충전장치와 연결하여 충전장치로부터 입력되는 외부 전원을 통해 상기 충전용 전지를 충전하도록 하며, 충전을 필요로 하는 휴대용 전자기기와 연결하여 상기 충전용 전지에 충전된 전압을 휴대용 전자기기로 출력하여 휴대용 전자기기의 배터리를 충전하도록 하는 전원 충전 및 외부 배터리 충전용 커넥터;상기 휴대용 전자기기의 충전을 위한 사용자의 조작에 따라 상기 복수의 충전용 전지를 직렬 또는 병렬로 스위칭하여 전압을 변환하도록 하는 전압변환 스위치부; 및사용자의 조작에 따라 스위칭되어 상기 복수의 충전용 전지의 잔류 전압을 방전하는 방전 스위치부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전압변환 및 방전기능이 구비된 휴대용 멀티 배터리팩.
- 제 1 항에 있어서, 상기 전압변환 스위치부는,1.5V, 4.5V의 2단 전압조절이 가능하도록 구성되어 있으며,사용자의 1.5V 또는 4.5V 선택에 따라 상기 복수의 충전용 전지의 배열이 병렬 또는 직렬이 되도록 스위칭함을 특징으로 하는 전압변환 및 방전기능이 구비된 휴대용 멀티 배터리팩.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 전압변환 스위치부는,상기 충전장치로부터 입력되는 외부 전압을 통해 상기 충전용 전지를 충전시킬 경우,상기 복수의 충전용 전지의 배열이 직렬이 되도록 함을 특징으로 하는 전압변환 및 방전기능이 구비된 휴대용 멀티 배터리팩.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 전압변환 스위치부는,상기 충전용 전지의 잔류 전압을 방전시킬 경우,상기 복수의 충전용 전지의 배열이 병렬이 되도록 함을 특징으로 하는 전압변환 및 방전기능이 구비된 휴대용 멀티 배터리팩.
- 제 1 항에 있어서, 상기 방전 스위치부는,스위치, 저항, 다이오드가 직렬로 연결되고,상기 스위치의 일단과 다이오드의 캐소드 단자가 상기 충전용 전지와 연결되어 있으며,사용자의 스위치 조작에 따라 폐회로를 형성하여 상기 복수의 충전용 전지의잔류 전압을 방전시킴을 특징으로 하는 전압변환 및 방전기능이 구비된 휴대용 멀티 배터리팩.
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| KR2020020000951U KR200274637Y1 (ko) | 2002-01-11 | 2002-01-11 | 전압변환 및 방전기능이 구비된 휴대용 멀티 배터리팩 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR200274637Y1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112821508A (zh) * | 2021-02-04 | 2021-05-18 | 北京小米移动软件有限公司 | 充电方法、装置以及存储介质 |
| KR20220095278A (ko) | 2020-12-29 | 2022-07-07 | 계양전기 주식회사 | 배터리팩 전압변환장치 |
-
2002
- 2002-01-11 KR KR2020020000951U patent/KR200274637Y1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220095278A (ko) | 2020-12-29 | 2022-07-07 | 계양전기 주식회사 | 배터리팩 전압변환장치 |
| CN112821508A (zh) * | 2021-02-04 | 2021-05-18 | 北京小米移动软件有限公司 | 充电方法、装置以及存储介质 |
| CN112821508B (zh) * | 2021-02-04 | 2024-04-23 | 北京小米移动软件有限公司 | 充电方法、装置以及存储介质 |
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