KR200389119Y1 - 유에스비 데이터통신 케이블을 이용하여 이동단말기에전원을 공급하는 다목적 휴대용 전원공급장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 내부에 수용공간을 가지는 하우징과; 상기 하우징의 내부에 실장되는 충전용 배터리와; 외부전원이 공급되는 I/O단자를 가지며, 상기 하우징을 관통하여 형성되는 I/O연결부와; 상기 하우징의 내부에 실장되며, 상기 I/O단자를 통해 공급되는 외부 전원을 충전 전원으로 변환하여 상기 충전용 배터리에 공급하는 충전회로부와; 상기 충전용 배터리와 연결되는 USB단자를 가지며, 상기 하우징을 관통하여 형성되는 USB연결부를 포함하는 이동단말기의 휴대용 전원공급장치를 제공한다.

본 고안의 전원공급장치와 데이터통신 케이블을 이용하면, 충전기를 소지하지 않거나 AC 전원 또는 차량용 전원을 이용할 수 없는 경우에도 이동단말기를 동작시키거나 이동단말기의 전용배터리를 충전시킬 수 있으므로 사용자의 편익이 증진된다.

Description

유에스비 데이터통신 케이블을 이용하여 이동단말기에 전원을 공급하는 다목적 휴대용 전원공급장치{Multipurpose portable power supply for mobile terminal using usb data communication cable}

본 고안은 이동단말기의 전원공급장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 USB 데이터통신 케이블을 이용하여 충전할 수 있는 휴대용 전원공급장치에 관한 것이다.

휴대폰, MP3플레이어, PDA(Personal Digital Assistants) 등 이동단말기는 사용자가 휴대하면서 이용하는 제품이므로 통상 전용 배터리가 이용된다.

전용 배터리는 용량이 한정되어 있어 일정시간 사용한 후에는 반드시 재충전을 해주어야 하는데, 이를 위해 사무실 또는 가정의 AC 220V 전원이나 차량의 DC 12V 전원을 해당 이동단말기에 적합한 DC전원으로 변환하는 충전기가 이용된다.

그런데 이러한 충전기는 부피가 커서 소지하기에 불편할 뿐만 아니라 여분의 배터리를 소지하지 않은 경우에는 충전 기간동안 이동단말기를 사용할 수 없는 문제점이 있다.

또한 사용자가 충전기를 소지하고 있지 않거나, 소지하고 있더라도 AC전원이나 차량의 전원을 이용할 수 없는 장소에서 배터리가 소진되어 버리면 이동단말기를 사용할 수 없는 문제점이 있다.

최근에는 컴퓨터의 USB포트로부터 제공되는 DC 5V의 정전압 전원을 이용하여 이동단말기의 배터리를 충전할 수 있도록 충전회로를 내장한 충전용 USB 데이터통신 케이블도 출시되고 있다.

도 1은 이러한 충전용 USB 데이터통신 케이블(10)을 도시된 것으로서, 호스트 컴퓨터 측에 연결되는 USB커넥터(12), 휴대폰 등 이동단말기에 연결되며 24핀 또는 18핀의 단자를 가지는 I/O커넥터(14), 상기 I/O커넥터(14)에 내장되는 충전회로(미도시), USB커넥터(12) 및 I/O커넥터(14)를 연결하는 케이블(16)로 이루어진다.

USB 데이터통신 케이블(10)은 D+,D-로 표시되는 데이터통신용 선로 이외에 V_USB, GND로 표시되는 전원용 선로를 가지며, 컴퓨터의 USB포트에서 공급되는 전원을 이동단말기 또는 주변기기로 전달한다.

그러나 이러한 충전용 USB 데이터통신 케이블(10)은 주변에 컴퓨터가 없는 경우에는 사용할 수 없는 단점이 있다.

본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 사용자가 충전기를 소지하고 있지 않거나 주변에 컴퓨터 등이 없는 경우에도 배터리처럼 사용할 수 있는 대용량의 휴대용 전원공급장치를 제공하는데 목적이 있다.

본 고안은 이러한 목적을 달성하기 위하여, 내부에 수용공간을 가지는 하우징과; 상기 하우징의 내부에 실장되는 충전용 배터리와; 외부전원이 공급되는 I/O단자를 가지며, 상기 하우징을 관통하여 형성되는 I/O연결부와; 상기 하우징의 내부에 실장되며, 상기 I/O단자를 통해 공급되는 외부 전원을 충전 전원으로 변환하여 상기 충전용 배터리에 공급하는 충전회로부와; 상기 충전용 배터리와 연결되는 USB단자를 가지며, 상기 하우징을 관통하여 형성되는 USB연결부를 포함하는 이동단말기의 휴대용 전원공급장치를 제공한다.

상기 충전회로부는, 상기 I/O단자를 통해 공급되는 외부전원을 충전전원으로 변환하는 충전제어부와; 상기 배터리의 전압 정보를 감지하여 상기 충전제어부로 전달하는 배터리전압감지부와; 상기 충전제어부와 상기 I/O단자 사이에 연결되는 충전상태표시부와; 상기 충전제어부와 상기 충전용 배터리의 인터페이스를 제공하는 배터리연결부를 포함한다.

상기 I/O단자를 통해 공급되는 외부전원은 호스트컴퓨터의 USB포트에서 공급되는 USB전원인 것을 특징으로 한다.

상기 충전용 배터리는 하나 이상의 리튬이온 배터리인 것이 바람직하다.

이하에서는 도면을 참고로 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 고안은 이동단말기의 전용배터리가 소진되었을 때 보조 배터리로 사용할 수 있고, 방전시에 노트북 또는 데스크톱 컴퓨터(이하 호스트컴퓨터)의 전원 및 일반 휴대폰 충전기(Travel Charger, Travel Adaptor)를 이용하여 충전할 수 있는 휴대용 전원공급장치(100)에 관한 것이다.

그 구성을 살펴보면 도 2에 도시된 바와 같이, 일정한 수용공간을 가지는 하우징(102)의 내부에 충전용 배터리(130)를 실장하고, 하우징의 일 측벽에 상기 충전용 배터리(130)에 외부의 전원을 공급하는 I/O연결부(110)를 형성하고, 타 측벽에 상기 충전용 배터리(130)의 전원을 이동단말기로 공급하는 USB연결부(120)를 형성하였다.

또한 하우징(102)은 I/O연결부(110)를 통해 공급되는 외부전원을 충전용 배터리(130)에 적합한 충전전원으로 변환하는 충전회로부를 내부에 포함하는데 이에 대해서는 후술한다.

I/O연결부(110)는 상기 하우징(102)의 일 측벽에 형성되는 관통홀의 내부에 위치하는 24핀 또는 18핀의 I/O단자로 이루어지며, USB연결부(120)는 상기 하우징(102)의 타 측벽에 형성되는 관통부의 내부에 위치하는 USB단자로 이루어진다.

I/O연결부(110)는 USB 데이터통신 케이블의 I/O커넥터가 연결되는 연결포트로서, 호스트 컴퓨터의 DC 5V 정전압이 인가되는 부분이다.

USB연결부(120)는 USB 데이터통신 케이블의 USB커넥터가 연결되는 연결포트로서, 이를 통해 충전용 배터리(130)의 전원이 이동단말기에 공급된다.

여기서의 USB 데이터통신 케이블은 호스트 컴퓨터의 USB포트에 연결되는 USB커넥터와 이동단말기의 I/O포트에 연결되는 I/O커넥터를 가지는 통상적인 USB 데이터통신용 케이블을 의미하며, 따라서 I/O연결부(110)는 표준 24핀 또는 18핀 단자를 구비하며, USB연결부(120)는 USB단자를 구비한다.

한편 도면에는 I/O연결부(110)와 USB연결부(120)가 하우징(102)의 서로 다른 측면에 형성되어 있으나, 동일 측면에 형성되어도 무방하고 상면이나 저면에 형성될 수 있음은 물론이다.

도 3은 상기 휴대용 전원공급장치(100)의 내부 구성을 나타낸 블록도로서, USB연결부(120)는 2개의 충전용 배터리(130)에 연결되고, 충전용 배터리(130)는 충전회로부(140)를 거쳐 I/O연결부(110)에 연결된다.

충전회로부(140)는 도 4에 도시된 바와 같이, I/O연결부(110)를 통해 공급되는 호스트컴퓨터의 전원을 충전전원으로 변환하는 충전제어부(141)와, 충전제어부(141)와 충전용 배터리(130)와의 인터페이스를 제공하는 배터리연결부(143)를 포함한다.

충전제어부(141)는 DC/DC컨버터 회로를 내장하여 전압을 승강하는 한편 과전압 방지(Over Voltage Protect) 및 과전류 차단(Over Current Cutting) 회로를 포함하는데, 이러한 기능을 가지는 원칩형 제품을 구입하여 이용할 수 있다.

배터리연결부(143)에서는 충전제어부(141)를 통해 변환된 전원을 충전용 배터리(130)의 (+)단자에 연결하고 충전용배터리(130)의 (-)단자를 접지시킨다.

충전용배터리(130)를 2개 이용할 경우에는 직렬인지 병렬인지에 따라 연결방식이 달라질 수 있으나, 병렬연결인 경우에는 각 (+)단자가 충전제어부(141)와 연결되며, 각 (-)단자는 접지된다.

충전용 배터리(130)는 일반적인 2차 전지를 이용하여도 무방하지만, 보조배터리로 효과적으로 활용하기 위해서는 대용량의 리튬이온배터리를 사용하는 것이 바람직하다. 본 고안의 실시예에서는 셀당 평균전압이 3.7V이고 용량이 2,200mAh 급인 리튬이온배터리를 2개 이용하였다.

휴대폰의 전용배터리가 통상 800mAh 정도의 용량을 가지므로, 본 고안의 전원공급장치(100)를 이용하면 휴대폰을 5번 정도 충전할 수 있으므로, 전용 충전기를 소지하고 있지 않더라도 이동단말기의 보조배터리로서 유용하게 활용할 수 있다.

충전회로부(140)는 또한 배터리전압감지부(142)를 구비하는데 이는 충전용 배터리(130)의 전압 정보를 감지하여 충전제어부(141)로 전달함으로써 충전제어부(141)가 충전전류를 적절히 조절하도록 하는 역할을 한다.

또한 충전제어부(141)에는 충전상태표시부(144)를 연결하여 사용자가 현재의 배터리충전상태를 알 수 있도록 하는 것이 바람직한데, 통상 만충전상태 및 방전상태를 각각 표시하는 녹색 및 적색 LED를 이용한다.

상기 LED는 I/O연결부(110)를 통해 공급되는 외부전원으로 구동된다.

도 5a 및 도 5b는 본 고안에 따른 휴대용 전원공급장치(100)의 사용상태도 및 블록도를 각각 도시한 것으로서, USB 데이터통신 케이블(20)을 이용하여 휴대용 전원공급장치(100)의 USB연결부(120)에 이동단말기(30)를 연결하여 사용하는 모습을 나타내고 있다.

따라서 휴대용 전원공급장치(100)의 충전용 배터리(130)에서 공급되는 예를 들어 DC 3.7V 내지 4.2V의 전원이 USB연결부(120)를 통해 이동단말기(30)로 전달되며, 이러한 상태에서 이동단말기(30)를 사용할 수도 있고 이동단말기(30)의 배터리를 충전할 수도 있다.

이때 휴대용 전원공급장치(100)의 USB연결부(120)는 마치 컴퓨터의 USB포트와 같은 역할을 하여 USB 데이터통신케이블의 USB커넥터(22)에 전원을 공급한다.

만일 충전용 배터리(130)가 완전 소진된 상태라면 이를 재충전하여야 하는데, 이때에는 휴대용 전원공급장치(100)의 I/O연결부(110)를 USB 데이터통신 케이블(20)을 이용하여 호스트 컴퓨터의 USB포트에 연결한다.

도 6a는 출장 중인 경우를 가정하여 노트북 컴퓨터(40)의 배터리전원을 이용하여 충전용 배터리(130)를 충전하는 모습을 도시한 것이다.

따라서 도 6a의 블록도인 도 6b에 도시된 바와 같이, 노트북 컴퓨터(40)의 USB전원은 USB데이터통신 케이블(20)과 I/O연결부(110)를 통해 충전회로부(140)로 공급되고, 충전회로부(140)에서 충전전원으로 변환된 후에 충전용 배터리(130)를 충전시킨다.

한편 이상에서는 충전용 배터리(130)의 충전과정을 호스트컴퓨터의 USB포트에서 제공되는 USB전원을 이용하는 경우에 대하여 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니므로 일반 충전기를 이용하는 것도 가능하다.

다만 일반 충전기가 휴대용 전원공급장치(100)의 I/O연결부(110)와 연결되기 위해서는 18핀 또는 24핀의 I/O커넥터를 가지는 것이 바람직하며, 그렇지 않은 경우를 대비하여 하우징(102)에 일반 충전기 단자에 대응하는 I/O연결부를 추가로 형성하는 것도 가능하다.

이상에서는 본 고안의 바람직한 실시예에 대하여만 설명하였으나, 본 고안의 범위가 이에 한정되는 것은 아니어서 당업자에 의하여 다양하게 수정 내지 변형되어 실시될 수 있는 것이며, 그와 같이 수정 또는 변형되어 실시되는 기술이 후술하는 청구범위에 기재된 본 고안의 기술적 사상을 바탕으로 하는 것이라면 본 고안의 권리범위에 속하게 됨은 자명하다 할 것이다.

본 고안고안고안급장치와 데이터통신 케이블을 이용하면, 충전기를 소지하지 않거나 AC 전원 또는 차량용 전원을 이용할 수 없는 경우에도 이동단말기를 동작시키거나 이동단말기의 전용배터리를 충전시킬 수 있으므로 사용자의 편익이 증진되고, 특히 장기 출장시에 유익하게 이용될 수 있다.

도 1은 충전용 USB데이터통신 케이블의 구성도

도 2는 본 고안의 실시예에 따른 휴대용 전원공급장치의 사시도

도 3은 본 고안의 실시예에 따른 휴대용 전원공급장치의 상세 구성도

도 4는 충전회로부의 구성블록도

도 5a 및 도 5b는 본 고안의 휴대용 전원공급장치를 이용하여 이동단말기를 사용하는 모습을 나타낸 사용상태도 및 구성블록도

도 6a 및 도 6b는 충전용 배터리를 충전하는 모습을 나타낸 사용상태도 및 구성블록도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100 : 휴대용 전원공급장치 102 : 하우징

110 : I/O연결부 120 : USB연결부

130 : 충전용 배터리 140 : 충전회로부

141 : 충전제어부 142 : 배터리전압감지부

143 : 배터리연결부 144 : 충전상태표시부

Claims (4)

1. 내부에 수용공간을 가지는 하우징과;

   상기 하우징의 내부에 실장되는 충전용 배터리와;

   외부전원이 공급되는 I/O단자를 가지며, 상기 하우징을 관통하여 형성되는 I/O연결부와;

   상기 하우징의 내부에 실장되며, 상기 I/O단자를 통해 공급되는 외부 전원을 충전 전원으로 변환하여 상기 충전용 배터리에 공급하는 충전회로부와;

   상기 충전용 배터리와 연결되는 USB단자를 가지며, 상기 하우징을 관통하여 형성되는 USB연결부

   를 포함하는 이동단말기의 휴대용 전원공급장치
2. 제1항에 있어서,

   상기 충전회로부는,

   상기 I/O단자를 통해 공급되는 외부전원을 충전전원으로 변환하는 충전제어부와;

   상기 배터리의 전압 정보를 감지하여 상기 충전제어부로 전달하는 배터리전압감지부와;

   상기 충전제어부와 상기 I/O단자 사이에 연결되는 충전상태표시부와;

   상기 충전제어부와 상기 충전용배터리의 인터페이스를 제공하는 배터리연결부

   를 포함하는 이동단말기의 휴대용 전원공급장치
3. 제1항에 있어서,

   상기 I/O단자를 통해 공급되는 외부전원은 호스트 컴퓨터의 USB포트에서 공급되는 USB전원인 것을 특징으로 하는 이동단말기의 휴대용 전원공급장치
4. 제1항에 있어서,

   상기 충전용 배터리는 하나 이상의 리튬이온 배터리인 이동단말기의 휴대용 전원공급장치