KR20030088860A - Power module for generating impulses of various levels - Google Patents

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KR20030088860A
KR20030088860A KR10-2003-0025218A KR20030025218A KR20030088860A KR 20030088860 A KR20030088860 A KR 20030088860A KR 20030025218 A KR20030025218 A KR 20030025218A KR 20030088860 A KR20030088860 A KR 20030088860A
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룩손 에너지 디바이시즈 코포레이션
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/06Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider
    • H02M3/07Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider using capacitors charged and discharged alternately by semiconductor devices with control electrode, e.g. charge pumps

Abstract

임펄스를 제공하기 위한 배터리들과 슈퍼커패시터(supercapacitor)들의 조합을 사용함으로써, 임펄스에 의해 구동되는 다양한 올 인 원(all-in-one) 전력 도구들이 고안된다. 상기 임펄스는 3가지 방식, 즉 물체를 발사하는 방식, 충격 힘을 생성하는 방식, 그리고 100A 이상의 피크 전류를 형성하는 방식으로 이용될 수 있다. 상기 슈퍼커패시터들이 전력 모듈의 전력 출력을 크게 증진시키는 동안에, 상기 슈퍼커패시터들은 충전을 위해 병렬로 놓이고, 상기 도구들의 트리거(방아쇠)를 누름과 동시에 방전을 위해 직렬 연결로 스위치(switch;전환)된다. 그러므로, 휴대용 전력 도구들을 구동시키는데 필요한 배터리들은 최소화되고 감소될 수 있고, 병렬-직렬 스위치를 동작시키기 위한 회로는 단순하고 경제적이 된다. 본 발명의 교환가능한 부착물들 또는 액세서리들, 그리고 전력 모듈을 사용하면, 하나의 도구 몸체가 가정 또는 현장에서 여러 형태의 작업 및 유지보수에 적용될 수 있다.By using a combination of batteries and supercapacitors to provide an impulse, various all-in-one power tools driven by impulses are devised. The impulse can be used in three ways: by firing an object, by generating an impact force, and by forming a peak current of 100 A or more. While the supercapacitors greatly enhance the power output of the power module, the supercapacitors are placed in parallel for charging and switch to a series connection for discharging simultaneously with pressing the trigger of the tools. do. Therefore, the batteries required to drive the portable power tools can be minimized and reduced, and the circuit for operating the parallel-serial switch becomes simple and economical. Using the interchangeable attachments or accessories of the present invention, and the power module, one tool body can be applied to various types of work and maintenance at home or in the field.

Description

다양한 레벨의 임펄스를 발생하는 전력 모듈{Power module for generating impulses of various levels}Power module for generating impulses of various levels

본 발명은 DC 전력 모듈에 관한 것이다. 더 상세하게는, 본 발명은 다양한 작업을 위한 교환가능 부착물들과 액세서리들을 구비한 갖가지의 다-기능을 수행하는 도구(tool)들을 구동하기 위한 병렬로 연결된 DC 전압원 및 슈퍼커패시터(supercapacitor)들로 이루어진 DC 전력 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a DC power module. More specifically, the present invention relates to a DC voltage source and supercapacitors connected in parallel to drive a variety of multi-functioning tools with interchangeable attachments and accessories for various tasks. It relates to a DC power module made.

일상생활에 있어서, 끝내기 위한 힘 또는 에너지의 과전력의 짧은 펄스를 필요로 하는 많은 작업(일)들이 있다. 예를 들면, 나무에 못을 박는 것, 벽돌에 구멍을 뚫는 것, 그리고 잔디깍는 기계 또는 자동차의 연소 엔진을 점화시키는 것과 같은 동작은 모두, 큰 토크가 요구될 때 임계 모멘트에서 도구로부터의 피크 전력에 의존한다. 임펄스 발생 방법은 비소네트(Bissonnette)에서 발행된 미국특허 번호 5,699,780에 개시되어 있는데, 이 방법은 길게 연장된 탄력 바람주머니 및 해수와 같은 유체를 사용하여 잠재 에너지를 운동 에너지로 고속으로 변환시키는 것이다. 물속에 있는 물고기를 작살로 찌르기 위한 작살은 선행하는 임펄스에 의해 발사된다. 또한, 못(nail)들 또는 스테이플(staple)들 형태의 발사물은, 예를 들어 미국특허 번호 4,986,713과 5,818,186 및 6,086,304의 바인딩(binding) 장치 뿐만 아니라 미국특허 번호 6,173,877에 개시된 배터리에 의해 전력공급받는 전기 네일러(nailer; 못박는 기계) 및 미국특허 번호 4,558,391 및 5,105,329의 배터리로 동작되는 전기 스테이플러와 같은 DC 또는 AC 전력 모듈에 의해 발생된 임펄스에서 발사된다. 일반적으로, DC 전력 도구들은 코드(cord) 부착물을 가지지 않고 어떤 장소에 대한 제한이 없는 편의성을 가지는데, 즉 상기 DC 전력 도구들은 도시 전력 콘센트에서 떨어진 장소에서 사용될 수 있고, AC 카운터파트(counterpart)들이 종종 겪는 전압 변동을 겪지 않는다. 더욱이, 기어 구동 대신 직접 구동됨으로써, 모터에서 스트라이킹(striking) 피스톤까지의 더 많은 포지티브(positive) 토크가 DC 전력 도구들을 위해 생성되기 때문에, 충격 구동되는 DC 모터는 AC 전력을 공급받는 모터 보다 더 큰 스트로크를 가진다.In everyday life, there are many tasks that require a short pulse of overpower of force or energy to finish. For example, actions such as nailing wood, drilling holes in bricks, and igniting a lawnmower or a combustion engine in a car, all have peak power from the tool at critical moments when a large torque is required. Depends on An impulse generation method is disclosed in US Pat. No. 5,699,780 issued by Bissonnette, which uses a long elongated resilient windbag and fluids such as seawater to convert potential energy into kinetic energy at high speed. Harpoons to poke fish in the water are fired by preceding impulses. In addition, projectiles in the form of nails or staples are for example powered by a battery disclosed in US Pat. No. 6,173,877 as well as binding devices of US Pat. Nos. 4,986,713 and 5,818,186 and 6,086,304 It is fired from impulses generated by DC or AC power modules such as electric nailers and battery operated electric staplers of US Pat. Nos. 4,558,391 and 5,105,329. In general, DC power tools have no cord attachment and have unlimited convenience for any place, i.e., the DC power tools can be used at a location away from an urban power outlet, and can be used with an AC counterpart. They do not often experience voltage fluctuations. Moreover, the shock driven DC motor is larger than the AC powered motor because it is driven directly instead of gear driven, so that more positive torque from the motor to the striking piston is generated for the DC power tools. Have a stroke.

물체를 발사하는 대신, DC 전력 모듈에 의해 발생된 임펄스 에너지는, 카빙(carving), 치즐링(chiseling), 초핑(chopping), 클린칭(clinching), 클리핑(clipping), 컴프레싱(compressing), 크림핑(crimping), 크러싱(crushing), 엠보싱(embossing), 피어싱(piercing), 펀칭(punching), 슬라이싱(splicing), 및 스트라이킹(striking) 등을 위한 충격 힘으로 변환될 수 있다. 많은 특허들과 이미 응용중에 있는 상품들이 이용가능한데, 예를 들면 미국특허 번호 4,015,671; 4,468,826; 4,579,029; 4,991,472; 6,427,559 및 6,460,627는 모두 배터리에 의해 동작되는 핸드헬드(hand-held) 도구들에 관한 것이다. 동작에 있어서, 필요한 힘은 피스톤과 탄성부재(스프링과 같은) 사이의 상호작용으로부터 직접 전달된다. 응용의 제3 방식에 있어서, DC 전력 모듈에 의해 제공된 임펄스는, 미국특허 번호 4,801,780 및 6,225,596에 개시된 용접을 위한 많은 전류 만큼 직접적으로 공급될 수 있다. 용접기를 위한 전원으로 배터리를 사용하면, 라이트(light) 유지보수 또는 긴급 수리가 도시 전기의 이용범위 밖에서도 수행될 수 있다. 납-산(lead-acid; Pb-H2SO4)과 같은 무거운 배터리, 니켈-카드뮴(Ni-Cd)과 같은 환경적으로 위험한 배터리, 또는 니켈-금속 수소화물(Ni-MH)과 같은 어떤 메모리-효과를 가지는 배터리는 보통 임펄스 에너지에 의해 구동되는 종래기술에 의한 휴대용 전력 도구들에 채용된다. 충분한 임펄스를 제공하기 위해서, 상기 배터리들은 종종 상기 도구들을 부피가 크게 하고 무겁게 만드는 큰 사이즈로 많은 수로 이루어진다. 또한, 필요한임펄스를 발생시키기 위한 전기회로는 복잡하기 때문에 상기 도구들을 값비싸게 한다. 기존의 배터리들이 재충전가능하지만, 상기 배터리들이 아닌 것보다 더 자주 에너지 내용에서 너무 낮아 긴급 시간에 공급할 수가 없다. 따라서, 사용자들은 단지 몇분이면 끝낼 수 있는 작업을 위해 상기 배터리를 충전하는 동안 몇시간을 기다려야만 한다.Instead of firing an object, the impulse energy generated by the DC power module is carving, chiseling, chopping, clinching, clipping, compressing, It can be converted into impact forces for crimping, crushing, embossing, piercing, punching, slicing, striking, and the like. Many patents and products already in use are available, for example US Pat. No. 4,015,671; 4,468,826; 4,579,029; 4,991,472; 6,427,559 and 6,460,627 all relate to battery operated hand-held tools. In operation, the necessary force is transmitted directly from the interaction between the piston and the elastic member (such as a spring). In a third manner of application, the impulse provided by the DC power module can be supplied directly by as much current for welding as disclosed in US Pat. Nos. 4,801,780 and 6,225,596. Using the battery as a power source for the welder, light maintenance or emergency repairs can be performed outside the range of urban electricity. Heavy batteries such as lead-acid (Pb-H 2 SO 4 ), environmentally hazardous batteries such as nickel-cadmium (Ni-Cd), or some such as nickel-metal hydride (Ni-MH) Batteries with memory-effects are employed in prior art portable power tools that are powered by impulse energy. To provide sufficient impulse, the batteries are often made up of large numbers in large sizes that make the tools bulky and heavy. In addition, the electrical circuitry for generating the necessary impulses makes the tools expensive. Existing batteries are rechargeable, but they are too low in energy content to supply in emergency time more often than they are not. Thus, users must wait several hours while charging the battery for tasks that can be completed in just a few minutes.

본 발명은 간단한 전자 구조 뿐만 아니라 배터리 최소량 및 슈퍼커패시터들을 사용하여 희망하는 임펄스 에너지를 공급하도록 주문형으로 만들어질 수 있는 DC 전력 모듈을 제공한다. 더욱이, 알칼라인(alkaline) 배터리와 같은 1차 전지가 제안된 전력 모듈에 채용될 수 있다. 본 발명의 전력 모듈을 사용하는 전력 도구들은 컴팩트하고, 가볍고, 경제적이고, 그리고 언제나 사용가능하다. 교환가능한 부착물 또는 액세서리와 같이 본 발명의 전력 모듈을 사용하면, 임펄스 에너지에 의해 구동되는 다중-목적 휴대용 핸드툴(핸드 도구)들이 각양각색의 작업을 위해 고안될 수 있다.The present invention provides a DC power module that can be customized to supply the desired impulse energy using a minimum amount of battery and supercapacitors as well as a simple electronic structure. Moreover, primary cells, such as alkaline batteries, can be employed in the proposed power module. Power tools using the power module of the present invention are compact, light, economical and always available. Using the power modules of the present invention as interchangeable attachments or accessories, multi-purpose portable hand tools (hand tools) driven by impulse energy can be designed for a variety of tasks.

에너지 변환에 기초하면, 임펄스에 의해 구동되는 휴대용 도구들은 다음의 3가지 카테고리로 나뉠 수 있다:Based on energy conversion, impulse-powered handheld tools can be divided into three categories:

1. 도구들은 고정시키거나 묶기 위한 못, 스테이플, 또는 핀과 같은 물체를 발사하기 위한 임펄스 및 기계적인 구성요소들을 이용한다;1. Tools use impulse and mechanical components to fire objects such as nails, staples, or pins to secure or bind;

2. 도구들은 스크래핑(scraping), 해머링(hammering), 펀칭(punching), 엠보싱(embossing), 초핑(chopping), 치즐링(chiseling), 피어싱(piercing),슬라이싱(splicing) 또는 클리핑(clipping)를 위한 충격 힘을 제공하기 위한 임펄스 및 기계적인 구성요소들을 이용한다;2. Tools can be used for scraping, hammering, punching, embossing, chopping, chiseling, piercing, slicing or clipping. Uses impulse and mechanical components to provide impact force for;

3. 도구들은 엔진을 시동시키기 위한, 금속을 용접하기 위한, 또는 기계를 동작시키기 위한 전기 서지(surge) 또는 피크 전류를 직접적으로 공급하는 임펄스를 이용한다.3. The tools utilize impulses that directly supply an electrical surge or peak current to start the engine, weld metal, or operate the machine.

본 발명의 목적은 상기한 작업 또는 유지보수의 동작들을 편리하게 그리고 경제적으로 수행하기 위한 필요한 임펄스 에너지를 발생하는 방법을 고안한 것이다. 상기한 작업들이 넓은 범위의 전력(power)을 요구하지만, 모든 전력의 필요는 제어 회로를 통해 병렬로 연결된 슈퍼커패시터들과 배터리들로 이루어진 범용 전력 모듈에 의해 수행될 수 있다.It is an object of the present invention to devise a method for generating the required impulse energy for conveniently and economically performing the operations or maintenance operations described above. While the above tasks require a wide range of power, all power needs can be performed by a general purpose power module consisting of supercapacitors and batteries connected in parallel via a control circuit.

또한 울트라커패시터(ultracapacitor)들 및 전기 더블 레이어(double layer) 커패시터들로 알려진 슈퍼커패시터들은, 적은 용량의 단일 용기에 수천 패러드까지 대규모 정적 차지(charge)의 축전기들이다. 본질적으로, 슈퍼커패시터들에 저장된 상기 모든 차지는 많은 전력 도구들을 구동하는데 유용한 막대한 전류까지 단한번에 방전될 수 있다. 상기 슈퍼커패시터들은 가볍고 컴팩트하기 때문에, 상기 커패시터들로 동작되는 도구들은 진실로 휴대가능하다. 더욱이, 슈퍼커패시터들은 다양한 구조로 저가격으로 제조될 수 있으므로, 상기 커패시터들은 배터리의 전력 출력을 부스트(boost)하기 위해 빈번하게 사용되는 스텝-업(step-up) 컨버터(converter)들, 인덕터(inductor)들 또는 플라이 휠(fly wheel)들 보다 더 좋은 디바이스가 된다. 슈퍼커패시터들의 현저하게 높은 전력 밀도로 인해, 어떤DC 전압원의 전력 출력은, 1차 전지와 같은 낮은-전력 디바이스 조차도, 상기 슈퍼커패시터들의 수십 겹에 의해 증대될 수 있다. 본 발명의 전력 모듈에 있어서, 전자 제어기가 펄스폭 변조(PWM; pulse width modulation)를 통해 슈퍼커패시터들의 전력 출력 레벨을 조정할 것이지만, 배터리들은 슈퍼커패시터들을 위해 소스(source)를 충전하는 역할을 한다. 긴 수명을 얻기 위해, 상기 배터리들은 항상 느리게 방전되도록 구성된다. 즉, 상기 슈퍼커패시터들은 상기 배터리들에 의해 제공될 수 없는 초과 전력 필요를 제공하는 반면에, 상기 배터리들은 모든 저-전력 요구를 다룬다. 상기 배터리들을 큰 전력 출력을 제공하는 것으로부터 해방시킴으로써, 배터리들의 전압 강하는 최소화되고 이들의 사용시간은 길어진다.Supercapacitors, also known as ultracapacitors and electrical double layer capacitors, are large static charge capacitors up to thousands of farads in a single small container. In essence, all of the charge stored in the supercapacitors can be discharged at once up to the enormous current useful for driving many power tools. Because the supercapacitors are light and compact, the tools operated with the capacitors are truly portable. Moreover, because supercapacitors can be manufactured at low cost in a variety of structures, the capacitors are frequently used step-up converters, inductors, to boost the power output of the battery. ) Or better than fly wheels. Due to the significantly higher power density of supercapacitors, the power output of any DC voltage source can be augmented by dozens of supercapacitors, even low-power devices such as primary cells. In the power module of the present invention, the electronic controller will adjust the power output level of the supercapacitors through pulse width modulation (PWM), but the batteries serve to charge the source for the supercapacitors. To achieve a long life, the batteries are always configured to discharge slowly. That is, the supercapacitors provide excess power needs that cannot be provided by the batteries, while the batteries handle all low-power needs. By releasing the batteries from providing a large power output, the voltage drop of the batteries is minimized and their use time is long.

이론적으로, 상기 슈퍼커패시터들을 완전하게 충전시키기 위해, 상기 배터리들은 상기 커패시터들의 전압과 동일하거나 또는 거의 동등한 전압을 가져야만 한다. 종종 많은 배터리들은 충전 전압의 목표치를 맞추기 위해 직렬로 놓여져야만 한다. 배터리들의 수가 증가하면, 상기 도구들을 위한 전력 모듈은 부피가 커지고 값비싸진다. 본 발명은 충전을 위한 개별적인 슈퍼커패시터들 또는 병렬로 연결된 슈퍼커패시터 팩(pack)들을 이용한다. 그리고, 임펄스가 필요할 때, 모든 슈퍼커패시터들은 방전을 위해 직렬 연결로 순간적으로 스위칭(전환)된다. 병렬로 슈퍼커패시터들을 충전시키면, 충전 배터리들의 수와 크기를 줄일 수 있다. 반면에 상기 슈퍼커패시터들이 직렬 연결을 통해 방전되면, 상기 커패시터들은 휴대용 도구들에 대한 병렬 구조 전압의 2배 전압의 임펄스를 낼 수 있다. 상기 슈퍼커패시터들을 순간적으로 병렬 구조에서 직렬 형태로 변환시키는데 단지 트리커 및 전자기 릴레이만이 필요하다. 전자 제어 구조는 단순하고 경제적일 뿐만 아니라, 배터리의 전력 증폭에서 에너지 손실이 거의 없다.Theoretically, in order to fully charge the supercapacitors, the batteries must have a voltage which is equal to or nearly equal to the voltage of the capacitors. Often many batteries must be placed in series to meet the target value of the charging voltage. As the number of batteries increases, the power module for the tools becomes bulky and expensive. The present invention utilizes individual supercapacitors for charging or supercapacitor packs connected in parallel. And, when an impulse is needed, all supercapacitors are instantly switched (switched) to a series connection for discharge. Charging supercapacitors in parallel reduces the number and size of rechargeable batteries. On the other hand, when the supercapacitors are discharged through a series connection, the capacitors can impulse twice the parallel structure voltage for portable tools. Only a trigger and an electromagnetic relay are needed to convert the supercapacitors from parallel to serial form instantaneously. The electronic control scheme is not only simple and economical, but also has little energy loss in power amplification of the battery.

전기 임펄스의 3가지 응용 방식 모두에 대해서, 교환가능한 부착물들 또는 액세서리들을 가지며, 본 발명의 전력 모듈을 가지는 도구 몸체는, 하나로 모든 것을 겸하는 필요한 도구가 될 수 있다. 어떤 경우에, 상기 교환가능한 부착물들은 본 발명에서 개시된 바와 같은 도구 몸체로 수월하게 통합될 수 있다. 다른 경우에, 상기 교환가능한 액세서리들은 다양한 작업을 위한 도구 몸체를 수반하는 보조 키트(kit)로 제공될 수 있다.For all three application modes of electric impulse, the tool body with interchangeable attachments or accessories, and with the power module of the present invention, can be a necessary tool that combines everything. In some cases, the replaceable attachments can be easily integrated into the tool body as disclosed herein. In other cases, the replaceable accessories may be provided in an auxiliary kit that carries a tool body for various tasks.

상기 목적들 및 다른 목적들, 본 발명에 따른 이점들 뿐만 아니라 특징들은 이어지는 상세한 설명 및 첨부 도면들과 함께 하는 바람직한 실시예들로부터 명확하게 될 것이다.The above and other objects, advantages as well as features according to the present invention will become apparent from the following detailed description and the preferred embodiments in conjunction with the accompanying drawings.

도 1a는 본 발명에 따른 전기 못박는 기계(nailer)의 측면도이다.1A is a side view of an electric nailer according to the present invention.

도 1b는 독창적인 전력 도구의 전기 스테이플러(stapler)의 측면도이다.1B is a side view of an electrical stapler of the inventive power tool.

도 2는 임펄스 발생 모듈 및 DC 전압원, 슈퍼커패시터들, 그리고 전자 제어기로 이루어진 회로를 도시하는 개념도이다.2 is a conceptual diagram illustrating a circuit composed of an impulse generating module and a DC voltage source, supercapacitors, and an electronic controller.

도 3a, 3b, 3c 및 3d는 각각 스크래핑(scraping), 해머링(hammering), 엠보싱(embossing), 및 펀칭(punching)을 수행하기 위한 교환가능한 액세서리들을 가지는 한 핸드-헬드 몸체의 측면도이다.3A, 3B, 3C and 3D are side views of one hand-held body with interchangeable accessories for performing scraping, hammering, embossing, and punching, respectively.

도 4a, 4b, 4c 및 4d는 각각 한 휴대용 전력 공급장치(4a) 및 연소 엔진을 시동하기 위한(4b), 스폿 용접을 위한(4c), 그리고 납땜하기 위한(4d) 교환가능한 액세서리들의 개념도이다.4A, 4B, 4C and 4D are conceptual views of interchangeable accessories for starting (4b), spot welding (4c) and soldering (4d) one portable power supply 4a and a combustion engine, respectively. .

첨부 도면들은 본 발명의 충분한 이해를 돕기 위해 포함되며, 본 명세서에 통합되어 본 명세서의 일부분을 구성한다. 첨부 도면들은 본 발명의 실시예들을 도시하며, 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리들을 설명하는데 사용된다.The accompanying drawings are included to provide a sufficient understanding of the present invention, and are incorporated in and constitute a part of this specification. The accompanying drawings show embodiments of the invention and together with the description serve to explain the principles of the invention.

전자 핸드-헬드 디바이스들 및 비-전자 핸드-헬드 디바이스들은 우리의 일상생활에서 대중적이고 중요하게 되고 있다. 상기 디바이스들은 쉬운 운반을 위해 컴팩트하고 가벼우며, 또한 여러 응용을 위해 한가지 기능 이상을 가져야만 한다. 예를 들면, 어떤 이동 전화들은 지금 100g 이하의 무게를 가지며, 음성 통신에 부가하여 인터넷에도 접속한다; 더욱이, 상기 어떤 이동 전화들은 또한 웹을 통해 사진의 즉각 전송 성능을 가지는 DSC(digital still camera; 디지털 스틸 카메라) 처럼 사진을 찍을 수 있다. 휴대용 디바이스들의 크기가 작아지면 작아질수록, 더 많은 옵션들이 부가되고, 상기 디바이스들에 전력을 공급하는 배터리들의 부하는 이전보다 더 가중된다. 휴대용 디바이스들의 필연적인 현대화를 달성하기 위해, 배터리의 에너지와 전력 밀도는 계속적으로 그리고 산업적으로 개선되어져 오고 있다. 그럼에도 불구하고, 배터리 발전의 진보는 항상 만족스럽지 못하다. 따라서, 저전력 소비 프로세서들, 자동 센서들 및 대기 모드 시스템들과 같은 많은 에너지 보존 기술들이 배터리들의 결점을 보완하기 위해 고안되었다. 제조, 설치 및 구현의 견해로부터, 슈퍼커패시터들은 배터리들의 에너지 동작을 관리하기 위한 하나의 완전한 전자 구성요소이다. 슈퍼커패시터들의 방전시 상기 커패시터들은 전력 증폭기로서 작용하는 반면에, 슈퍼커패시터들의 충전시 슈퍼커패시터들은 에너지 버퍼 또는 에너지 등화기(equalizer)로서 작용할 수 있다. 본 발명은 컨버터, 트랜스포머, 펑션 제너레이터 또는 발진 RLC 회로를 사용하지 않고 다양한 전력 도구들을 구동하기 위한 배터리들의 전력 출력을 증폭시키는데 슈퍼커패시터들을 이용한다.Electronic hand-held devices and non-electronic hand-held devices are becoming popular and important in our daily lives. The devices must be compact and lightweight for easy transport and also have more than one function for many applications. For example, some mobile phones now weigh less than 100g and connect to the Internet in addition to voice communications; Moreover, some mobile phones can also take pictures like a digital still camera (DSC), which has the ability to instantly transfer pictures over the web. The smaller the size of the portable devices, the more options are added, and the load of batteries powering the devices is more weighted than before. In order to achieve the necessary modernization of portable devices, the energy and power density of batteries have been continuously and industrially improved. Nevertheless, advances in battery development are not always satisfactory. Thus, many energy conservation techniques, such as low power consumption processors, automatic sensors and standby mode systems, have been devised to compensate for the shortcomings of batteries. From the standpoint of manufacturing, installation and implementation, supercapacitors are one complete electronic component for managing the energy operation of batteries. The capacitors act as a power amplifier upon discharge of the supercapacitors, while the supercapacitors can act as an energy buffer or energy equalizer when charging the supercapacitors. The present invention utilizes supercapacitors to amplify the power output of batteries for driving various power tools without using converters, transformers, function generators or oscillating RLC circuits.

도 1a는 고정(fastening)을 위한 다양한 크기의 못 또는 핀을 발사하는 임펄스 에너지로 동작되는 전기 못 박는 기계(100)의 본 발명의 제1 실시예를 나타내는데, 그것은 배터리들 및 슈퍼커패시터들로 이루어진 전력 모듈에 의해 제공된다. 못 또는 핀과 같은 물체는 디프레싱(depressing; 누름) 트리거(방아쇠; 113)에 의해 못 박는 기계(100)의 배출 포트(110)에서 배출되는데, 그것은 분리가능한 컴파트먼트(compartment; 111)내에 배치된 전력 모듈의 방전을 일으킨다. 핸들(손잡이;112)은 오퍼레이터들에게 전기 못 박는 기계(100)의 편한 그립(grip)과 조작성을 제공하고, 반면에 도구 몸체(114)는 모터, 기어 및 스프링(도 1a에 미도시)과 같은 많은 기계적인 구성요소들을 담고 있다. 전력 모듈에서 임펄스 에너지를 사용하면, 상기 모터는 상기 스프링을 최대 위치까지 구동시키거나 잡아당길 것이다. 상기 스프링이 원래 길이로 되돌아갈 때, 그것은 매거진(magazine)으로부터 그리고 파스닝(fastening)을 수행하는 포트(110)에서 못 박는 기계(100)로부터 못 또는 핀을 순간적으로 때릴 것이다. 게다가, 파스닝 이외의 다른 기능을 수행하기 위한 도구 몸체(114) 상부에 설치된 조정 스크류(115)를 가지는 부착물(116)이 있다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 스크류(115)를 풀고 리세트함으로써, 부착물(116)은 클린칭(clinching) 받침(122)이 배출 포트(110)와 나란히 정렬되는 위치에 놓여 안전하게 될 수 있고, 전기 스테이플러(102)가 구성된다. 트리거(113)를 누르자 마자, U-형상 스테이플이 스테이플러(102)으로부터 바인딩(도 1b에 미도시)을 위해 배출 포트(110)와 받침(122) 사이에 놓인 종이 더미를 통해 배출될 수 있다. 상기 스테이플이 연속하는 여러장의 종이를 통과하도록 구동된 후, 그것은 받침(122) 글로브에서 멈출 것이고, 상기 U-형상 스테이플의 양 끝은 바인딩 동작을 완료하기 위해 상기 종이 더미의 마지막 페이지에서 겹쳐진다. 또한, 도 1b는 묶여질 여러장의 종이 더미의 두께에 대응하여 배출 포트(110)와 받침(122) 사이의 갭(gap)을 조정하기 위해 설계된 교체가능한 부착물(116)에 있는 다수의 슬롯들(124)을 보인다. 못 박는 기계(100)와 스테이플러(102)는 동일한 도구 몸체(114)와 컴파트먼트(111) 내에 설치된 전력 소스를 공유할 뿐만 아니라 못과 핀 및 스테이플은 동일한 궤도통(trajectory barrel)을 통해 이동할 수 있다. 못 박는 기계(100)와 스테이플러(102)는 부착물(116)을 경유하여 교체가능하고, 이로써 한 도구는 2가지 기능을 수행할 수 있다.Figure 1a shows a first embodiment of the present invention of an electric nailing machine 100 operated with impulse energy firing nails or pins of various sizes for fastening, which consists of batteries and supercapacitors. Provided by the power module. Objects such as nails or pins are discharged from the discharge port 110 of the nailing machine 100 by a depressing trigger (trigger; 113), which is in a detachable compartment 111. It causes discharge of the deployed power module. The handle 112 provides the operator with a comfortable grip and operability of the electric nailer 100, while the tool body 114 is provided with a motor, gear and spring (not shown in FIG. 1A). It contains many of the same mechanical components. Using impulse energy in the power module, the motor will drive or pull the spring to its maximum position. When the spring returns to its original length, it will momentarily hit the nail or pin from the magazine and from the nailing machine 100 at the port 110 to perform fastening. In addition, there is an attachment 116 having an adjustment screw 115 mounted on top of the tool body 114 for performing functions other than fastening. As shown in FIG. 1B, by unscrewing and resetting the screw 115, the attachment 116 can be secured by being placed in a position where the clinching feet 122 are aligned with the discharge port 110, An electric stapler 102 is constructed. As soon as trigger 113 is pressed, U-shaped staples may be ejected from stapler 102 through a stack of paper placed between discharge port 110 and backing 122 for binding (not shown in FIG. 1B). After the staples are driven through a series of successive sheets of paper, it will stop at the base 122 glove, and both ends of the U-shaped staples overlap on the last page of the stack of paper to complete the binding operation. 1B also shows a number of slots in the replaceable attachment 116 designed to adjust the gap between the discharge port 110 and the base 122 in response to the thickness of the stack of paper to be bundled. 124). The nailing machine 100 and stapler 102 share the same source of power installed in the same tool body 114 and compartment 111 as well as the nails, pins and staples moving through the same trajectory barrel. Can be. The nailing machine 100 and the stapler 102 are replaceable via the attachment 116, whereby one tool can perform two functions.

도 2는 물체를 발사하고, 충격 힘을 형성하고, 그리고 피크 전류를 공급하는 전력 도구들을 구동할 수 있는 전기 임펄스를 발생하기 위한 전력 모듈(200)에 대한 본 발명의 바람직한 실시예이다. 도 2의 블록(240)은 상기한 못 박는 기계(100) 또는 스테이플러(102)를 순간적으로 구동하기 위해 설계된 것이고, 반면에 블록(260)은 하중이 큰 부하에 큰 전류를 주기 위해 설계된 것이다. 그럼에도 불구하고, 릴레이(S1-S4) 뿐만 아니라 슈퍼커패시터들(207)(208)은 블록들(240)(260)에 공유된다. 울트라커패시터(ultracapacitor)들 및 전기 이중층(double layer) 커패시터들로 또한 알려진 슈퍼커패시터들은(207)(208)은 적은 용량의 단일 용기에 수천 패러드까지 대규모 정적 차지(charge)의 축전기들이다. 작업 부하들을 조정하기 위해 전력 출력을 선택하는 블록(240)(260)의 전력-레벨 레귤레이터가 있다. 스위치(202) 등을 세팅함으로써, 블록(240)이 이용되고, DC 전압원(201)은 접점(S1a)(S1)을 통해 슈퍼커패시터(207)를 충전하고, 또한 접점(S3a)(S3)을 경유하여 슈퍼커패시터(208)를 충전한다. 다이오드(203)는 슈퍼커패시터들(207)(208)에서 DC 전압원(201)으로의 역방향 전류 흐름을 방지하기 위한 것이다. 상기 접점들(S1, S1a, S3 및 S3a)은 공통접점으로서 S1 내지 S4를 가지는 4-포트 전자기 릴레이의 12 접점들중에서 4개 접점들이다. 더불어서, 상기 릴레이의 각 포트는, 상기 12 접점들의 4 세트는 평상시 닫힘 상태(S1-S1a, S2-S2a, S3-S3a 및 S4-S4a)이고, 다른 4 세트는 평상시 열림 상태(S1-S1b, S2-S2b, S3-S3b 및 S4-S4b)인, 단극 더블-쓰로우(SPDT; single-pole double-throw)을 갖는다. 충전하는 동안, 같은-전위인 커패시터들(207)(208)은 병렬로 연결되고, 이로써 DC 전압원(201)은 상기 커패시터들의 전압 보다 약간 더 큰 작업 전압을 가질 수 있지만, 그러나 DC 전압원(201)은 임펄스-구동 도구들의 모터(209) 구동 전압 보다 훨씬 낮은 전압을 가질 것이다. 결과적으로, 배터리(201)의 크기와 용량을 줄일 수 있다. 상기 도구들의 트리거(205)가 눌러졌을 때, 상기 릴레이는 닫힘 상태에서 열림 상태로 스위칭될 것이다. 이때부터, 커패시터들(207)(208)은 모터(209)와 직렬 연결되어 방전할 것이고, 상기 모터는 각 커패시터의 2배 전압의 전기 임펄스를 받을 것이다. 방전후에, 상기 슈퍼커패시터들은 충전을 위해 병렬 연결로 복귀할 것이다. 만일 상기 도구들이 유지보수를 위해 그리고 다른 전력 요구의 작업을 위해 사용된다면, 전력-레벨 선택기(210)가 그 필요를 수행할 수 있다. 저전력 출력, 중간전력 출력, 및 고전력 출력을 각각 선택하기 위한 3개의 전력 레벨 A, B 및 C가 존재한다. 상기 전력 레벨은 저항기(222, 223 및 224)의 저항값에 의해 결정되는데, 상기 저항값이 낮으면 낮을수록, 전력 레벨은 더 높아질 것이다. 스위치(202)가 a1과 al'에 있을 때, DC 전압원(201)은 전압을 a1 포인트를 통해 선택기(210)에 제공한다. 배터리 전압이 저항기(222, 223 또는 224) 및 저항기(211)에 분할된 후, 부분 전압이 차동 증폭기(214)의 비-반전 입력에 공급된다. 다음, 상기 부분 전압을 증폭기(214)의 반전 입력에서 내부 기준 전압과 비교함으로써, 저항기(213)(212) 저항값 사이의 비율 계수에 의해 증폭되는 차동 전압이 증폭기(214)의 출력으로서 생성된다. 이어서, 증폭기(214)의 출력은 펄스폭 변조기(PWM)(215)의 입력 전압이 된다. 레벨 A, B 또는 C 중에 어느 것이 선택되는가에 따라, 펄스폭 변조기(215)의 입력 전압은 대응적으로 저전압, 중간전압, 및 고전압이 되고, PWM(215)에 의해 발생된 결과적인 펄스 폭 각각은 좁은 펄스폭, 중간 펄스폭, 및 넓은 펄스폭이 된다. PWM(215)으로부터의 신호들을 뒤따르면, 그 게이트 단자가 PWM(215)에 전기적으로 연결되는, N-채널 전계 효과 트랜지스터(FET)(217)의 개방 시간은 PWM(215)에 의해 발생된 펄스폭을 트리거(trigger)함으로써 결정된다. 다른 말로 하면, PWM(215)의 좁은 펄스폭, 중간 펄스폭, 및 넓은 펄스폭은 각각 FET(217)의 짧은 개방 시간, 중간 개방 시간 및 긴 개방 시간을 일으킨다. 최종적으로, FET(217)의 개방 시간은 낮은 레벨의 임펄스, 중간 레벨의 임펄스 또는 높은 레벨의 임펄스를 받아들이는 모터(209)를 결정한다. 전술한 바와 같이 전력 레벨 제어를 통해 종이와 같은 재료들을 초과하는 힘에 의한 손상으로부터 보호할 수 있다.2 is a preferred embodiment of the present invention for a power module 200 for generating an electrical impulse that can drive power tools to launch an object, form an impact force, and supply a peak current. Block 240 of FIG. 2 is designed to instantaneously drive the nailing machine 100 or stapler 102 described above, while block 260 is designed to impart a large current to a heavy load. Nevertheless, the supercapacitors 207 and 208 as well as the relay S1-S4 are shared in the blocks 240 and 260. Supercapacitors, also known as ultracapacitors and electrical double layer capacitors, 207 and 208 are large static charge capacitors up to thousands of farads in a small capacity single container. There is a power-level regulator of blocks 240 and 260 that selects a power output to adjust the workloads. By setting the switch 202 or the like, the block 240 is used, and the DC voltage source 201 charges the supercapacitor 207 through the contacts S1a and S1, and also the contacts S3a and S3. Via the supercapacitor 208 is charged. Diode 203 is to prevent reverse current flow from supercapacitors 207, 208 to DC voltage source 201. The contacts S1, S1a, S3 and S3a are four of the 12 contacts of the 4-port electromagnetic relay having S1 to S4 as common contacts. In addition, each port of the relay has four sets of the 12 contacts normally closed (S1-S1a, S2-S2a, S3-S3a and S4-S4a), and the other four sets are normally open (S1-S1b, S2-S2b, S3-S3b and S4-S4b), which have a single-pole double-throw (SPDT). During charging, the same-potential capacitors 207, 208 are connected in parallel, whereby the DC voltage source 201 may have a working voltage slightly greater than the voltage of the capacitors, but the DC voltage source 201 Will have a voltage much lower than the motor 209 driving voltage of the impulse-driven tools. As a result, the size and capacity of the battery 201 can be reduced. When the trigger 205 of the tools is pressed, the relay will switch from a closed state to an open state. From then on, capacitors 207 and 208 will discharge in series with motor 209, which will receive an electrical impulse of twice the voltage of each capacitor. After discharge, the supercapacitors will return to a parallel connection for charging. If the tools are used for maintenance and for the work of other power demands, the power-level selector 210 can fulfill that need. There are three power levels A, B and C for selecting the low power output, the medium power output, and the high power output, respectively. The power level is determined by the resistance values of resistors 222, 223 and 224. The lower the resistance value, the higher the power level will be. When switch 202 is at a1 and al ', DC voltage source 201 provides voltage to selector 210 via a1 point. After the battery voltage is divided into resistors 222, 223 or 224 and resistor 211, the partial voltage is supplied to the non-inverting input of differential amplifier 214. Next, by comparing the partial voltage with an internal reference voltage at the inverting input of amplifier 214, a differential voltage is generated as the output of amplifier 214, which is amplified by the ratio coefficient between resistor 213 and 212 resistance values. . The output of amplifier 214 then becomes the input voltage of pulse width modulator (PWM) 215. Depending on which level A, B or C is selected, the input voltage of the pulse width modulator 215 becomes correspondingly the low voltage, the medium voltage and the high voltage, and each of the resulting pulse widths generated by the PWM 215. Becomes narrow pulse width, intermediate pulse width, and wide pulse width. Following signals from PWM 215, the open time of N-channel field effect transistor (FET) 217, whose gate terminal is electrically connected to PWM 215, is a pulse generated by PWM 215. Is determined by triggering the width. In other words, the narrow pulse width, medium pulse width, and wide pulse width of the PWM 215 cause short open time, medium open time, and long open time of the FET 217, respectively. Finally, the open time of the FET 217 determines the motor 209 that accepts low level impulses, medium level impulses or high level impulses. As described above, power level control can protect against damage by force exceeding materials such as paper.

도 2의 스위치(202)가 a2 및 a2'에 놓여 있으면, 블록(260)은 사용 상태에 있는 것이다. 블록(260)의 슈퍼커패시터(207)(208)의 충전 및 방전은, 스위치(240)가 릴레이(S1-S4)를 구동시키기 위한 트리거(205) 대신에 눌려지는 것을 제외하고는 전술한 바와 같이 블록(240)의 충전 및 방전과 동일하고, 스텝-업(step-up) IC(219)는 슈퍼커패시터(207)(208)가 방전을 위해 릴레이(S1-S3)를 경유하여 직렬 연결로 전환되는 모드에서 DC 전압원(201)에 전기적으로 연결되고 슈퍼커패시터(207)(208)와는 병렬로 연결된다. 스텝-업 IC(219)는, 상기 출력 전력이 상기 동작이 완료되기 전에 커넥터(221)에 전기적으로 연결된 부하의 구동 전압 위의 전위 레벨에 있는 것을 항상 보장하기 위해, DC 전압원(201)에 의해 공급되는 전압을 올리도록 블록(260)에 채용된다. 스텝-업 IC(219)에 의한 DC 전압원(201)의 보조적인 전력-증폭은 방전시 급속한 전압 강하를 보상하기 위해 상기 슈퍼커패시터들에 백업(backup)으로 작용한다. 전력 보상이 슈퍼커패시터들의 전력 출력에 비교해 볼 때 불충분하더라도, 보조적인 에너지는 오래 사용되지 않은 자동차 엔진을 시동하는 것과 같은 극히 큰 부하에 에너지를 주는 점에서 차이가 있을 수 있다. DC 전압원(201)은 예를 들어 슈퍼커패시터(207)(208)를 충전하는데 적절한 1차 전지, 2차 전지, 연료 전지, 금속-공기(metal-air) 전지, 태양 전지, 풍력(wind) 전지, 또는 정류된 AC 전력일 수 있다. 전자기 릴레이에 더하여, 고체 상태 릴레이(SSR; solid state relay) 또는 솔레노이드가 슈퍼커패시터들을 전환시키는데 적용가능하다. 더욱이, 모듈(200)의 수명 및 전력율(power rating)은 응용 요구를 충족하도록 만들어진 주문형일 수 있다. 배터리와 슈퍼커패시터 사이의 완전한 균형이 전력 모듈(200)에서 통합됨으로써, 상기 모듈은 소형 크기로 1KW/Kg 이상의 특정 전력 밀도를 제공하기가 용이하다. 본 발명의 또 다른 두드러진 특징은, 슈퍼커패시터(207)(208)가 DC 전압원(201)에서 달리 얻을 수 없는 큰 전력 출력을 공급하도록 선정되더라도, DC 전압원(201)은 전압 강하를 최소화하고 사용 시간을 연장시키기 위해 저전위 레벨에서 방전하도록 항상 유지된다는 것이다.If switch 202 of FIG. 2 is placed at a2 and a2 ', block 260 is in use. The charging and discharging of the supercapacitors 207 and 208 of the block 260 is as described above except that the switch 240 is pressed in place of the trigger 205 for driving the relays S1-S4. Same as charging and discharging in block 240, step-up IC 219 switches supercapacitors 207 and 208 to series connection via relays S1-S3 for discharging. Is electrically connected to the DC voltage source 201 and in parallel with the supercapacitors 207, 208. The step-up IC 219 is provided by the DC voltage source 201 to ensure that the output power is always at a potential level above the drive voltage of the load electrically connected to the connector 221 before the operation is completed. It is employed in block 260 to raise the voltage supplied. The auxiliary power-amplification of the DC voltage source 201 by the step-up IC 219 acts as a backup to the supercapacitors to compensate for the rapid voltage drop upon discharge. Although power compensation is insufficient compared to the power output of supercapacitors, the auxiliary energy can be different in that it energizes extremely heavy loads such as starting up engine engines that have not been used for a long time. The DC voltage source 201 may be, for example, a primary cell, secondary cell, fuel cell, metal-air cell, solar cell, wind cell, suitable for charging the supercapacitor 207, 208. Or rectified AC power. In addition to electromagnetic relays, solid state relays (SSRs) or solenoids are applicable for switching supercapacitors. Moreover, the lifetime and power rating of the module 200 can be custom made to meet application needs. The complete balance between the battery and the supercapacitor is integrated in the power module 200, making it easy to provide a specific power density of 1KW / Kg or more in a compact size. Another prominent feature of the present invention is that, even though the supercapacitors 207 and 208 are selected to supply large power outputs that are not otherwise obtainable from the DC voltage source 201, the DC voltage source 201 minimizes the voltage drop and the use time. It is always maintained to discharge at low potential level in order to prolong.

도 3은 본 발명의 두번째 실시예에 따른 임펄스 구동 도구 및 교환가능한 액세서리들의 개념도이다. 상기 임펄스 구동 도구는 다양한 응용을 위한 충격 힘을방출하기 위해 도 2의 전력 모듈(200)에 의해 제공되는 전기 임펄스를 이용한다. 교환가능한 액세서리들을 사용할 때, 손잡이(305)와 트리거(307) 및 전력 모듈(200)을 담고 있는 탈착가능한 컴파트먼트(308)가 갖추어진 단일 도구 몸체(306)는 교환가능한 액세서리들이 사용가능한 만큼 많은 일을 수행할 수 있다. 예를 들면, 스페이드-헤드(spade-head) 액세서리(304)는 세트 수단으로써 크루(crew) 또는 다른 메카니즘으로 도구 몸체(306)의 구동 헤드에 확보되고, 도 3a의 전기 스크레이퍼(scraper)는 많은 종류의 표면에서 다양한 잔류물들을 제거하기 위해 형성된다. 액세서리(304)를 도 3b의 해머링 액세서리로 교체하면, 전기 해머는 돌을 부수기 위해, 또는 시멘트를 깨뜨리기 위해 조립된다. 유사하게, 도 3c에 도시된 바와 같은 LED 명각(inscription)이 새겨진 엠보싱 액세서리는 나무, 플라스틱, 금속의 표면에 글자를 기록하기 위한 전기 엠보서(embosser)를 구성하는 도구 몸체(306)를 가지는 회사에서 사용될 수 있다. 도 3d는 도 2의 전력 모듈(200)에 의해 제어가능한 피어싱(piercing) 전력을 갖는 전기 펀처(puncher)를 구축하는데 사용될 수 있는 피어싱 액세서리를 나타낸다. 분명히, 액세서리가 충격 힘에서 동작가능하고, 액세서리가 부재번호 306과 같은 도구 몸체에 장착될 수 있는 한, 컴파트먼트(308) 내의 전력 모듈은 의도된 기능을 수행하기 위한 액세서리를 지원할 것이므로, 다목적 전력 도구가 탄생된다.3 is a conceptual diagram of an impulse drive tool and replaceable accessories according to a second embodiment of the present invention. The impulse drive tool utilizes the electric impulse provided by the power module 200 of FIG. 2 to release impact forces for various applications. When using replaceable accessories, a single tool body 306 equipped with a handle 305 and a removable compartment 308 containing the trigger 307 and power module 200 can be used as long as the replaceable accessories are available. Many things can be done. For example, a spade-head accessory 304 is secured to the drive head of the tool body 306 by means of a crew or other mechanism as a set means, and the electrical scraper of FIG. It is formed to remove various residues from the kind surface. Replacing accessory 304 with the hammering accessory of FIG. 3B, the electric hammer is assembled to crush the stone or to break the cement. Similarly, an embossed accessory engraved with an LED inscription as shown in FIG. 3C has a tool body 306 constituting an electrical embosser for writing letters on the surface of wood, plastic, and metal. Can be used in 3D illustrates a piercing accessory that may be used to build an electrical puncher with piercing power controllable by the power module 200 of FIG. 2. Obviously, as long as the accessory is operable at impact force and the accessory can be mounted to a tool body, such as reference numeral 306, the power module in compartment 308 will support the accessory to perform the intended function, thus being versatile. Power tools are born.

도 4는 본 발명의 세번째 실시예에 따른 휴대용 전력 공급장치 및 교환가능한 액세서리들의 개념도를 나타낸다. 도 4a에 도시한 바와 같은 휴대용 전력 공급장치는 도 2의 전력 모듈(200)에 의해 제공되는 전기 에너지를 이용하는 피크 전류를 공급할 수 있다. 휴대용 전력 공급장치는 전력 모듈(200)을 담는 하우징(408)과, 한쪽 끝에 있는 깜박이 전구(406), 및 다른쪽 끝에 있는 비상용 전구(407)를 구비한다. 조명 또는 신호 이외의 옵션들은 도 4a의 전력 공급장치에 설치될 수 있다. 하우징(408)의 표면 위에는 쉬운 운반을 위한 손잡이(409)와, 스위치(401)(402)(403)가 있는데, 여기서 스위치(401)는 전력 모듈(200)의 온/오프 제어 스위치이고, 스위치(403)는 조명 또는 신호(407)을 선택하기 위한 스위치이고, 스위치(402)는 피크 전류가 도 4b 내지 도 4d에서 처럼 큰 부하에 이용가능하도록 도 2의 기능 블록(260)을 작동시키기 위한 다른 전력 온/오프 제어 스위치이다. 또한, 하우징(408)의 표면에는 2개의 소켓(404)(405)이 있다. 소켓(404)은 전력 모듈(200)에 의해 제공되는 피크 전류의 콘센트(outlet)이고, 반면에 소켓(405)은 전력 모듈(200)의 DC 전압원(201)을 충전하기 위해 외부 전력원에 연결을 허용한다. 도 4b는 피크 전류를 받기 위한 소켓(404)에 플러그를 꽂기 위한 한쪽 편의 수 커넥터(416)와, 자동차 배터리의 플러스 단자와 마이너스 단자에 각각 연결하기 위한 다른쪽 편의 2개의 악어(alligator) 클램프(414)(415)가 있는 2개의 점핑 케이블(412)(413)로 이루어진 자동차-배터리 점퍼(411)를 나타낸다. 자동차의 점화 키가 돌려지고, 도 2의 스위치(204)가 눌려지면, 전력 모듈(200)은 연소 엔진의 스타터(startor)의 크랭킹(cranking) 동안 스파크 점화를 시작하고 유지시키는데 충분한 전압과 전류를 가지는 전력을 제공할 것이다. 다음, 도 4c는 트리거(422)가 손잡이(423)을 잡는 손에 의해 작동될 때 컴파트먼트(421) 내에 설치된 회로를 제어하는 시간과 전류를 주는 플러그(424)를 경유하여 도 4a에 도시된 것과 같은 휴대용 전력 공급장치에서 피크 전류를 얻을 수 있는 전기 용접기 액세서리를 나타낸다. 트리거(422)가 간헐적으로 동작됨에 따라, 피크 전류 펄스가 스폿 용접을 위한 국부 융해를 일으키는 전극(420)의 팁에 공급된다. 비슷하게, 도 4d는 실험실 또는 현장에서 전자 연결을 이루도록 납을 녹이기 위한 케이블(432)과 플러그(434)를 경유하여 도 4a에 도시된 것과 같은 휴대용 전력 공급장치에서 피크 전류를 얻을 수 있는 납땜용 총(gun) 액세서리를 나타낸다. 끝으로, 도 4b, 도 4c 및 도 4d에 도시된 바와 같은 교환가능한 액세서리가 갖추어지면, 도 4a에 도시된 바와 같은 휴대용 전력 공급장치는 각각 휴대용 배터리 점퍼, 휴대용 스폿 용접기, 및 휴대용 납땜기가 될 수 있다. 적절한 액세서리가 상기 휴대용 전력 공급장치의 전력 콘센트에 부착시키는데 이용가능한 한, 상기 휴대용 전력 공급장치의 성능에는 거의 제한이 없다. 상기 휴대용 전력 공급장치의 수명 뿐만 아니라 전력율(power rating)은 배터리 및 슈퍼커패시터의 에너지 용량을 조정함으로써 조정이 가능하다.4 shows a conceptual diagram of a portable power supply and replaceable accessories according to a third embodiment of the invention. The portable power supply as shown in FIG. 4A may supply a peak current utilizing electrical energy provided by the power module 200 of FIG. 2. The portable power supply has a housing 408 containing the power module 200, a flashing light bulb 406 at one end, and an emergency light bulb 407 at the other end. Options other than illumination or signal may be installed in the power supply of FIG. 4A. On the surface of the housing 408 is a handle 409 for easy transport and switches 401, 402, 403, where the switch 401 is an on / off control switch of the power module 200, and the switch 403 is a switch for selecting illumination or signal 407, and switch 402 is for operating the functional block 260 of FIG. 2 such that the peak current is available for a large load as in FIGS. 4B-4D. Another power on / off control switch. In addition, there are two sockets 404 and 405 on the surface of the housing 408. Socket 404 is the outlet of the peak current provided by power module 200, while socket 405 is connected to an external power source to charge DC voltage source 201 of power module 200. Allow. 4B shows one male connector 416 on one side for plugging into a socket 404 for receiving peak current, and two alligator clamps on the other side for connecting to the plus and minus terminals of a car battery, respectively. An automotive-battery jumper 411 consisting of two jumping cables 412 and 413 with 414 and 415. When the ignition key of the vehicle is turned and the switch 204 of FIG. 2 is pressed, the power module 200 has sufficient voltage and current to start and maintain the spark ignition during cranking of the starter of the combustion engine. Will provide power with 4C is then shown in FIG. 4A via a plug 424 which gives time and current to control a circuit installed in compartment 421 when trigger 422 is operated by a hand grasping handle 423. It shows an electric welder accessory that can obtain peak current from a portable power supply such as the one shown. As trigger 422 is operated intermittently, peak current pulses are supplied to the tip of electrode 420 causing local fusion for spot welding. Similarly, FIG. 4D illustrates a soldering gun capable of obtaining peak current in a portable power supply such as shown in FIG. 4A via cable 432 and plug 434 for melting lead to make an electronic connection in a laboratory or field. (gun) represents an accessory. Finally, with interchangeable accessories as shown in FIGS. 4B, 4C and 4D, the portable power supply as shown in FIG. 4A can be a portable battery jumper, a portable spot welder, and a portable soldering machine, respectively. have. As long as a suitable accessory is available for attaching to the power outlet of the portable power supply, there is little limitation on the performance of the portable power supply. The power rating as well as the lifetime of the portable power supply can be adjusted by adjusting the energy capacity of the battery and the supercapacitor.

전력 모듈의 예가 이하의 설명에 개시된다. 도 2의 아키텍처(200)를 가지는 전력 모듈은 전력 모듈로서 리듐 이온 배터리 및 슈퍼커패시터를 통합시킴으로써 구성된다. 18650 Li 배터리(직경 18mm, 길이 65mm) 8개가 존재하는데, 그 각각은 2S4P 구조에서 유사한 내부 저항들 뿐만 아니라 정격 전압 3.7V, 정격 용량 2000mAh를 가진다. 즉, 7.4V, 8000mAh의 배터리 팩을 형성하기 위해, 2개 배터리가 먼저 직렬로 연결되고, 그 다음 4개는 병렬로 연결된다. 대조적으로, 슈퍼커패시터 6개가 존재하는데, 그 각각은 2.5V×200F 용량 및 직경 50mm 길이 75mm의 치수를 가지며, 팩(pack) 마다 직렬로 연결된 3개의 슈퍼커패시터로 이루어진 2개 팩에서그룹화된다. 상기 2개 슈퍼커패시터 팩은 충전을 위해 병렬로 연결되지만, 그러나 모든 커패시터는 방전을 위해 순간적으로 직렬 연결로 전환된다. 도 4b와 같은 모듈 및 액세서리를 사용하면, 2000cc 및 3000cc 엔진의 자동차를 시동하기 위해 피크 전류가 제공되는데, 그 피크 전류는 각각 180A 및 240A로 측정된다. 상기 피크 전류의 지속시간은 100ms 에서 500ms까지 이다. 기존의 자동차 배터리와 동일한 전압, 즉 12V에서, 상기한 예의 전력 모듈은 적어도 2.16KW에서 2.88KW까지의 전력을 공급할 수 있다. 이와 같은 큰 전력은 8000mAh의 Li 배터리 팩에서 얻을 수 없다. 240A의 전류 출력은 상기 8000mAh 배터리 팩의 30C 방전율에 상당하는데, 이것은 상기 Li 이온 배터리가 상기와 같은 율(rate)로 방전하면 큰 위험의 결과를 초래할 것이다. 부수적으로, 상기 전력 모듈과 하우징의 합계 무게는 1.5Kg이고, 상기 하우징은 5280ml(150mm×160mm×220mm)의 체적을 가진다.Examples of power modules are disclosed in the description below. The power module with the architecture 200 of FIG. 2 is configured by incorporating a lithium ion battery and a supercapacitor as the power module. There are eight 18650 Li batteries (18mm in diameter and 65mm in length), each of which has a rated voltage of 3.7V and a rated capacity of 2000mAh as well as similar internal resistances in a 2S4P structure. That is, to form a battery pack of 7.4V, 8000mAh, two batteries are connected in series first, and then four in parallel. In contrast, there are six supercapacitors, each of which has dimensions of 2.5V × 200F capacity and a diameter of 50mm and 75mm in length, grouped in two packs of three supercapacitors connected in series per pack. The two supercapacitor packs are connected in parallel for charging, but all capacitors are instantly switched to series connection for discharging. Using modules and accessories such as FIG. 4B, a peak current is provided to start up a vehicle of 2000cc and 3000cc engines, which are measured at 180A and 240A, respectively. The duration of the peak current is from 100ms to 500ms. At the same voltage as a conventional car battery, i. Such large power is not available in a 8000mAh Li battery pack. The current output of 240 A corresponds to the 30C discharge rate of the 8000 mAh battery pack, which would result in great risk if the Li-ion battery discharges at the same rate. Incidentally, the total weight of the power module and the housing is 1.5 kg, and the housing has a volume of 5280 ml (150 mm x 160 mm x 220 mm).

다양한 변형물 및 변경물이 본 발명의 범위 또는 정신을 벗어남이 없이 본 발명의 구조에서 만들어 질 수 있다는 것은 당업자에게 자명할 것이다. 전술한 내용의 견지에서, 상기 변형물 및 변경물이 특허청구범위 및 그들의 균등 범위 내에 있다면 본 발명은 본 발명의 변형물 및 변경물을 포함한다는 것이 내포되어 있다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the structure of the invention without departing from the scope or spirit of the invention. In view of the foregoing, it is implied that the present invention covers modifications and variations of this invention provided they come within the scope of the claims and their equivalents.

상술한 바와 같이 본 발명은 간단한 전자 구조 뿐만 아니라 배터리 최소량 및 슈퍼커패시터들을 사용하여 희망하는 임펄스 에너지를 공급하도록 주문형으로 만들어질 수 있는 이점을 제공한다.As described above, the present invention provides an advantage that can be customized to supply the desired impulse energy using a minimum amount of battery and supercapacitors as well as a simple electronic structure.

더욱이, 본 발명에 따르면, 알칼라인(alkaline) 배터리와 같은 1차 전지가본 발명의 전력 모듈에 채용될 수 있다. 본 발명의 전력 모듈을 사용하는 전력 도구들은 컴팩트하고, 가볍고, 경제적이고, 그리고 언제나 사용가능하다. 교환가능한 부착물 또는 액세서리와 같이 본 발명의 전력 모듈을 사용하면, 임펄스 에너지에 의해 구동되는 다중-목적 휴대용 핸드툴(핸드 도구)들이 각양각색의 작업을 위해 고안될 수 있다.Furthermore, according to the present invention, a primary cell such as an alkaline battery can be employed in the power module of the present invention. Power tools using the power module of the present invention are compact, light, economical and always available. Using the power modules of the present invention as interchangeable attachments or accessories, multi-purpose portable hand tools (hand tools) driven by impulse energy can be designed for a variety of tasks.

다양한 변형물 및 변경물이 본 발명의 범위 또는 정신을 벗어남이 없이 본 발명의 구조에서 만들어 질 수 있다는 것은 당업자에게 자명할 것이다. 전술한 내용의 견지에서, 상기 변형물 및 변경물이 특허청구범위 및 그들의 균등 범위 내에 있다면 본 발명은 본 발명의 변형물 및 변경물을 포함한다는 것이 내포되어 있다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the structure of the invention without departing from the scope or spirit of the invention. In view of the foregoing, it is implied that the present invention covers modifications and variations of this invention provided they come within the scope of the claims and their equivalents.

Claims (18)

전력 모듈에 있어서,In the power module, DC 전압원;DC voltage source; 상기 DC 전압원에 전기적으로 연결된 스위칭 소자;A switching element electrically connected to the DC voltage source; 상기 스위칭 소자에 전기적으로 연결된 다수의 캐패시터들로서, 충전을 위해 병렬 연결되고 방전을 위해 상기 스위칭 소자를 통해 직렬 연결로 전환되는 다수의 커패시터들;A plurality of capacitors electrically connected to the switching element, the plurality of capacitors being connected in parallel for charging and switched to a series connection through the switching element for discharging; 상기 스위칭 소자를 전환하기 위해 상기 스위칭 소자에 전기적으로 연결된 스위치; 및A switch electrically connected to the switching element for switching the switching element; And 상기 DC 전압원에 전기적으로 연결되고, 상기 커패시터들이 방전을 위해 상기 스위칭 소자를 통해 직렬 연결로 전환되는 모드에서 상기 커패시터들과 병렬로 연결되는 스텝-업(step-up) IC를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 모듈.And a step-up IC electrically connected to the DC voltage source and connected in parallel with the capacitors in a mode in which the capacitors are switched to a series connection through the switching element for discharging. Power module. 제1항에 있어서, 상기 전력 모듈 출력의 전력 레벨을 제어하기 위해 상기 DC 전압원에 전기적으로 연결되는 전력-레벨 레귤레이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 모듈.2. The power module of claim 1, further comprising a power-level regulator electrically connected to the DC voltage source for controlling the power level of the power module output. 제2항에 있어서, 상기 전력-레벨 레귤레이터는,The power level regulator of claim 2, wherein 다수의 저항기들로서, 그 하나는 상기 DC 전압원에 전기적으로 연결되도록전환되는 다수의 저항기들;A plurality of resistors, one of which comprises: a plurality of resistors switched to be electrically connected to the DC voltage source; 상기 저항기들에 전기적으로 연결되는 펄스폭 변조기로서, 상기 펄스폭 변조기의 출력은 상기 DC 전압원에 전기적으로 연결되도록 상기 저항기들중에 하나를 전환함으로써 제어되는 펄스폭 변조기; 및A pulse width modulator electrically connected to the resistors, the output of the pulse width modulator being controlled by switching one of the resistors to be electrically connected to the DC voltage source; And 트랜지스터로서, 상기 트랜지스터의 게이트 단자는 상기 트랜지스터의 개방 시간을 결정하고 상기 펄스폭 변조기의 출력에 의해 상기 전력 모듈의 출력을 제어하기 위해 상기 펄스폭 변조기에 전기적으로 연결되는 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 모듈.Wherein the gate terminal of the transistor comprises a transistor electrically coupled to the pulse width modulator for determining an opening time of the transistor and for controlling the output of the power module by an output of the pulse width modulator. Power module. 제1항에 있어서, 상기 DC 전압원은 1차 전지들, 2차 전지들, 연료 전지들, 금속-공기 전지들, 태양 전지들, 바람(wind) 전지들 및 정류된 AC 전력으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 전력 모듈.The method of claim 1, wherein the DC voltage source is selected from the group consisting of primary cells, secondary cells, fuel cells, metal-air cells, solar cells, wind cells and rectified AC power. Power module, characterized in that the. 제1항에 있어서, 상기 스위칭 소자는 전자기 릴레이, 고체 상태 릴레이 및 솔레노이드로 이루어지는 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 전력 모듈.2. The power module of claim 1, wherein the switching element is selected from the group consisting of electromagnetic relays, solid state relays and solenoids. 제1항에 있어서, 상기 커패시터들은 슈퍼커패시터들, 울트라커패시터들 및 전기 이중 층 커패시터들로 이루어지는 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 전력 모듈.The power module of claim 1 wherein the capacitors are selected from the group consisting of supercapacitors, ultracapacitors and electric double layer capacitors. 전력 모듈에 있어서,In the power module, DC 전압원;DC voltage source; 상기 DC 전압원에 전기적으로 연결된 스위칭 소자;A switching element electrically connected to the DC voltage source; 상기 스위칭 소자에 전기적으로 연결된 다수의 캐패시터들로서, 상기 스위칭 소자를 통해 상기 커패시터들은 충전을 위해 병렬 연결로 전환되거나 방전을 위해 직렬 연결로 전환되는 다수의 커패시터들; 및A plurality of capacitors electrically connected to the switching element, through which the capacitors are converted into a parallel connection for charging or a series connection for discharging; And 상기 스위칭 소자를 전환하기 위해 상기 스위칭 소자에 전기적으로 연결된 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 모듈.And a switch electrically connected to the switching element for switching the switching element. 제7항에 있어서, 상기 전력 모듈 출력의 전력 레벨을 제어하기 위해 상기 DC 전압원에 전기적으로 연결되는 전력-레벨 레귤레이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 모듈.8. The power module of claim 7, further comprising a power-level regulator electrically connected to the DC voltage source for controlling the power level of the power module output. 제8항에 있어서, 상기 전력-레벨 레귤레이터는,The method of claim 8, wherein the power-level regulator, 다수의 저항기들로서, 그 하나는 상기 DC 전압원에 전기적으로 연결되도록 전환되는 다수의 저항기들;A plurality of resistors, one of which comprises: a plurality of resistors switched to be electrically connected to the DC voltage source; 상기 저항기들에 전기적으로 연결되는 펄스폭 변조기로서, 상기 펄스폭 변조기의 출력은 상기 DC 전압원에 전기적으로 연결되도록 상기 저항기들중에 하나를 전환함으로써 제어되는 펄스폭 변조기; 및A pulse width modulator electrically connected to the resistors, the output of the pulse width modulator being controlled by switching one of the resistors to be electrically connected to the DC voltage source; And 트랜지스터로서, 상기 트랜지스터의 게이트 단자는 상기 트랜지스터의 개방시간을 결정하고 상기 펄스폭 변조기의 출력에 의해 상기 전력 모듈의 출력을 제어하기 위해 상기 펄스폭 변조기에 전기적으로 연결되는 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 모듈.Wherein the gate terminal of the transistor comprises a transistor electrically coupled to the pulse width modulator for determining an opening time of the transistor and for controlling the output of the power module by an output of the pulse width modulator. Power module. 제7항에 있어서, 상기 DC 전압원은 1차 전지들, 2차 전지들, 연료 전지들, 금속-공기 전지들, 태양 전지들, 바람(wind) 전지들 및 정류된 AC 전력으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 전력 모듈.8. The method of claim 7, wherein the DC voltage source is selected from the group consisting of primary cells, secondary cells, fuel cells, metal-air cells, solar cells, wind cells, and rectified AC power. Power module, characterized in that the. 제7항에 있어서, 상기 스위칭 소자는 전자기 릴레이, 고체 상태 릴레이 및 솔레노이드로 이루어지는 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 전력 모듈.8. The power module of claim 7, wherein the switching element is selected from the group consisting of electromagnetic relays, solid state relays and solenoids. 제7항에 있어서, 상기 커패시터들은 슈퍼커패시터들, 울트라커패시터들 및 전기 이중 층 커패시터들로 이루어지는 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 전력 모듈.8. The power module of claim 7, wherein the capacitors are selected from the group consisting of supercapacitors, ultracapacitors and electric double layer capacitors. 전력 모듈에 있어서,In the power module, DC 전압원;DC voltage source; 상기 DC 전압원에 전기적으로 연결된 제1 스위칭 소자;A first switching element electrically connected to the DC voltage source; 상기 DC 전압원에 전기적으로 연결된 제2 스위칭 소자;A second switching element electrically connected to the DC voltage source; 상기 제1 스위칭 소자에 전기적으로 연결된 다수의 캐패시터들로서, 충전을위해 병렬 연결되고 방전을 위해 상기 제1 스위칭 소자를 통해 직렬 연결로 전환되는 다수의 커패시터들;A plurality of capacitors electrically connected to the first switching element, the plurality of capacitors being connected in parallel for charging and switched to a series connection through the first switching element for discharging; 상기 제1 스위칭 소자와 상기 제2 스위칭 소자 사이에 전기적으로 연결된 제1 스위치;A first switch electrically connected between the first switching element and the second switching element; 상기 제1 스위칭 소자와 상기 제2 스위칭 소자 사이에 전기적으로 연결된 제2 스위치; 및A second switch electrically connected between the first switching element and the second switching element; And 상기 제2 스위칭 소자에 전기적으로 연결된 스텝-업 IC를 포함하고,A step-up IC electrically connected to the second switching element, 상기 제2 스위치가 상기 DC 전압원에서 전기적으로 분리된 동안 상기 커패시터들이 방전을 위해 상기 제1 스위칭 소자를 통해 직렬 연결로 전환되고 상기 제1 스위치가 상기 제1 스위칭 소자를 전환시키기 위해 상기 제2 스위칭 소자를 통해 상기 DC 전압원에 전기적으로 연결되는 모드에서 상기 스텝-업 IC가 상기 DC 전압원에 전기적으로 연결되고 상기 커패시터들과 병렬로 연결되는 제1 모드에서와, 상기 제1 스위치가 상기 DC 전압원에서 전기적으로 분리된 동안 상기 스텝-업 IC가 상기 DC 전압원에서 전기적으로 분리되고 상기 제2 스위치가 상기 제1 스위칭 소자를 전환시키기 위해 상기 제2 스위칭 소자를 통해 상기 DC 전압원에 전기적으로 연결되는 제2 모드에서, 상기 전력 모듈은 상기 제2 스위칭 소자를 전환시킴으로써 상기 제1 모드 또는 상기 제2 모드로 전환되는 것을 특징으로 하는 전력 모듈.While the second switch is electrically disconnected from the DC voltage source, the capacitors are switched in series through the first switching element for discharging and the first switch switches the second switching element to switch the first switching element. In a first mode wherein the step-up IC is electrically connected to the DC voltage source and connected in parallel with the capacitors in a mode that is electrically connected to the DC voltage source through an element, and wherein the first switch is connected to the DC voltage source. A second, during which the step-up IC is electrically isolated from the DC voltage source and the second switch is electrically connected to the DC voltage source through the second switching element to switch the first switching element. In mode, the power module switches the first mode or the second module by switching the second switching element. A power module, characterized in that to switch to. 제13항에 있어서, 상기 전력 모듈 출력의 전력 레벨을 제어하기 위해 상기 DC 전압원에 전기적으로 연결되는 전력-레벨 레귤레이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 모듈.15. The power module of claim 13, further comprising a power-level regulator electrically connected to the DC voltage source for controlling the power level of the power module output. 제14항에 있어서, 상기 전력-레벨 레귤레이터는,15. The method of claim 14, wherein the power-level regulator is 다수의 저항기들로서, 그 하나는 상기 DC 전압원에 전기적으로 연결되도록 전환되는 다수의 저항기들;A plurality of resistors, one of which comprises: a plurality of resistors switched to be electrically connected to the DC voltage source; 상기 저항기들에 전기적으로 연결되는 펄스폭 변조기로서, 상기 펄스폭 변조기의 출력은 상기 DC 전압원에 전기적으로 연결되도록 상기 저항기들중에 하나를 전환함으로써 제어되는 펄스폭 변조기; 및A pulse width modulator electrically connected to the resistors, the output of the pulse width modulator being controlled by switching one of the resistors to be electrically connected to the DC voltage source; And 트랜지스터로서, 상기 트랜지스터의 게이트 단자는 상기 트랜지스터의 개방 시간을 결정하고 상기 펄스폭 변조기의 출력에 의해 상기 전력 모듈의 출력을 제어하기 위해 상기 펄스폭 변조기에 전기적으로 연결되는 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 모듈.Wherein the gate terminal of the transistor comprises a transistor electrically coupled to the pulse width modulator for determining an opening time of the transistor and for controlling the output of the power module by an output of the pulse width modulator. Power module. 제13항에 있어서, 상기 DC 전압원은 1차 전지들, 2차 전지들, 연료 전지들, 금속-공기 전지들, 태양 전지들, 바람(wind) 전지들 및 정류된 AC 전력으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 전력 모듈.The method of claim 13, wherein the DC voltage source is selected from the group consisting of primary cells, secondary cells, fuel cells, metal-air cells, solar cells, wind cells, and rectified AC power. Power module, characterized in that the. 제13항에 있어서, 상기 제1 스위칭 소자는 전자기 릴레이, 고체 상태 릴레이 및 솔레노이드로 이루어지는 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 전력 모듈.14. The power module of claim 13, wherein the first switching element is selected from the group consisting of electromagnetic relays, solid state relays and solenoids. 제13항에 있어서, 상기 커패시터들은 슈퍼커패시터들, 울트라커패시터들 및 전기 이중 층 커패시터들로 이루어지는 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 전력 모듈.14. The power module of claim 13, wherein the capacitors are selected from the group consisting of supercapacitors, ultracapacitors and electric double layer capacitors.
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