KR20050052718A

KR20050052718A - 배터리 충전 절환장치

Info

Publication number: KR20050052718A
Application number: KR1020030086253A
Authority: KR
Inventors: 손성호
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2003-12-01
Filing date: 2003-12-01
Publication date: 2005-06-07

Abstract

본 발명은, 배터리 충전 절환장치에 관한 것으로, 외부 AC전원을 정격의 직류전원으로 변환하는 어댑터를 통하여 충전 배터리에 상기 직류 전원을 인가하는 배터리 충전장치에 있어서, 태양 빛에너지를 집광하여 발생된 낮은 전압을 DC/DC 컨버터에 인가하는 태양 집광수단; 상기 태양 집광판에서 나오는 낮은 전압을 정격의 전압으로 상승 시켜주는 DC/DC 컨버터수단; 상기 어댑터의 출력전압을 검출하는 검출수단; 상기 검출수단으로부터 입력되는 신호를 받아 제어신호를 출력하는 제어수단; 및 상기 어댑터의 출력전압의 검출유무에 따라, 상기 어댑터의 출력전압 내지 상기 DC/DC 컨버터수단의 출력전압 중에 어느 하나를 선택하여, 충전 배터리에 인가되게 하는 스위칭수단을 포함하여 구성함으로써, 상기 어댑터를 통하여 인가되는 충전전원이 없을 경우, 태양 집광판을 이용하여 발생된 전기로 충전하여 휴대용 단말기에서의 배터리 사용시간을 증대시킬 수 있는 매우 유용한 발명이다.

Description

배터리 충전 절환장치{Apparatus for conversing battery charger in portable terminal }

본 발명은, 배터리 충전 절환장치로서, 특히 태양에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양 집광판을 구비하여, 상기 태양 집광판에서 발생되는 전기를 배터리에 충전 가능하도록 선택적으로 절환하는 배터리 충전 절환장치에 관한 것이다.

일반적으로 휴대용 단말기에서는, 정보를 사용자에게 보여주는 모니터와, 정보의 사용을 위해 입/출력하는 키보드와, 단말기의 동작을 전반적으로 제어하는 제어부와, 해당 휴대용단말기의 동작회로단에 전원을 공급해주는 메인 전원 장치를 포함하여 구성되어 있다.

한편, 상기 휴대용 단말기의 메인 전원 장치에는 해당 단말기의 휴대성을 위하여, 전원을 충전하였다가 사용할 수 있는 충전 배터리가 구비하고 있음과 아울러, 충전전원장치를 구비하는바, 통상적으로 별도의 어댑터를 통하여 외부로부터 전원을 인가받아 충전시키도록 되어 있다.

따라서, 상기 휴대용 단말기에서의 배터리 충전장치는, 외부 AC전원을 정격의 직류전원으로 변환하는 어댑터를 통하여 상기 충전 배터리에 상기 직류 전원을 인가하여 충전한다.

그러나, 이러한 종래의 배터리 충전장치에 있어서, 상기 충전 배터리는 상기 어댑터를 통한 완전충전을 하였다 하더라도, 상기 어댑터를 이용하지 못하는 외부장소에서 상기 휴대용 단말기의 사용으로 인한 배터리의 완전 방전시, 상기 휴대용 단말기를 사용하지 못하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서, 태양 집광판을 이용하여, 어댑터의 출력전원의 인가여부에 따라, 태양 집광판의 출력 전원을 선택적으로 충전 배터리에 인가하게 하여, 어댑터로 인한 충전전원이 없을 경우, 태영 집광판으로부터의 전원을 배터리 충전전원으로 이용케 하는 배터리 충전 절환장치를 제공하는 데, 그 목적이 있는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 충전 절환장치는, 외부 AC전원을 정격의 직류전원으로 변환하는 어댑터를 통하여 충전 배터리에 상기 직류 전원을 인가하는 배터리 충전장치에 있어서, 태양열 집광판으로 빛 에너지를 집광하여 발생된 낮은 전압을 정격의 전압으로 승압하는 태양전지수단; 상기 어댑터의 출력전압을 검출하는 검출수단; 상기 검출수단의 어댑터 출력전압이 검출유무에 따라, 상기 충전 배터리의 충전경로를 어댑터 또는 태양전지수단으로 선택적으로 절환하도록 제어하는 제어수단; 및 상기 제어수단의 제어신호에 의해 상기 어댑터의 출력전압 내지 태양전지수단의 출력전압 중에 어느 하나를 선택하여, 충전 배터리에 인가되게 하는 스위칭수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 배터리 충전 절환장치에 대한 바람직한 실시예에 대해, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1a 및 도 1b는, 본 발명에 따른 배터리 충전 절환장치에 있어서 태양 집광판을 적용한 휴대용 단말기를 도시한 것으로, 먼저, 도 1a에 있어서, 휴대용 내부 충전 배터리가, 충전전원으로서 외부 AC전원을 정격의 직류전원으로 변환하는 어댑터를 이용하지 않는 경우, 태양 집광판(10)에 모인 빛에너지를 전기에너지로 변환하여 사용할 수 있도록, 휴대용 단말기의 덮개 외측에 상단에 태양 집광판을 부착한 것을 나타낸 도면이다.

또한, 도 1b는, 상기 휴대용 단말기의 내부측 상단에 태양 집광판(10)을 부착하며, 화상모니터의 외측 부착하도록 태양 집광판(10)을 변형하여, 부착한 것을 나타낸 도면이다.

도 2는, 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 대한 배터리 충전 절환장치의 구성을 도시한 것으로, 상기 배터리 충전 절환장치는, 도 1에서 보듯이 휴대용 단말기에 부착된 태양 집광판(10), DC/DC 컨버터(11), 어댑터(12), 검출부(13), 제어부(14), 스위칭 절환부(20), 충전 배터리(30)를 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 태양 집광판(10)은, 태양 빛에너지를 집광하여 발생된 낮은 전압을 상기 DC/DC 컨버터(11)에 인가하며, 상기 DC/DC 컨버터(11)는, 상기 인가된 낮은 전압을 충전 배터리(30)의 정격 충전전압에 맞추어 스위칭 절환부(20)에 인가된다.

한편, 상기 어댑터(12)는. 외부 AC상용전원을 정격의 DC전압으로 변환하여 충전 전압으로 상기 배터리 충전 절환장치에 인가된다.

또한, 상기 검출부(13)는, 상기 어댑터(13)의 출력전압이 상기 충전배터리에 인가되는지 여부를 어댑터의 인가 전압으로 검출한다.

그리고, 상기 제어부(14)는, 상기 검출부(13)에서 출력된 검출신호를 받아, 상기 배터리 충전 절환장치에 어댑터(12)를 통하여 충전전원이 상기 충전 배터리에 인가되었는지 판단하고, 그 판단 결과에 따라 충전 배터리(30)를 태양 집광판(10)내지 어댑터(12)에 선택적으로 연결시키기 위한 스위칭 제어신호(control signal)를 발생한다.

또한, 상기 스위칭 절환부(20)는, 어댑터(12)와 연결된 접속단 A와, 상기 DC/DC 컨버터(11)와 연결된 접속단자 B로 구성되어, 상기 각각의 접속단자는 상기 제어부의 출력 제어신호에 의한 내부 스위칭동작에 의해 상기 충전 배터리의 출력단에 상기 각각의 접속단자가 전환 연결하게 하여, 각각의 전원을 상기 충전 배터리(30)에 선택적으로 인가하도록 한다.

상기 와 같이 구성된 본 실시예에의 동작을 설명하면 다음과 같다.

상기 배터리 충전 절환장치(100)에 있어서, 상기 검출부(13)는, 어댑터(12)를 통하여 인가된 충전전압을 검출하며, 상기 제어부(14)는 상기 어댑터(12)를 통해 충전전원이 인가됨을 판단된 경우, 상기 스위칭 절환부(20)에 제어신호(Switching control signal)를 주어, 상기 스위칭 절환부(20)의 접속단 A가 선택되어 충전 배터리에 전원이 공급되도록 한다.

한편, 상기 제어부(14)는, 상기 검출부(13)를 통해 상기 어댑터(12)를 통해 인가되는 전압을 검출하지 못하는 경우, 상기 어댑터의 불사용으로 판단하여, 상기 스위칭 절환부(20)에 제어신호(Switching control signal)를 차단하도록 한다,

이에, 상기 스위칭 절환부의 스위칭동작에 의해 접속단 B가 선택되어 상기 충전 배터리에 DC/DC 컨버터의 출력전압이 공급되도록 한다.

즉, 상기 충전 배터리(30)에 인가된 충전 전원은, 태양으로부터 열을 집광판에 모아 낮은 전압을 발생되어 DC/DC 컨버터(11)를 통해 상기 충전 배터리(30)가 충전가능 한 전압까지 상승된 충전 전원이다.

도 3은, 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 대한 배터리 충전 절환장치의 구성을 도시한 것으로, 상기 배터리 충전 절환장치(101)는, 휴대용 단말기에 부착된 태양 집광판(10), DC/DC 컨버터(11), 검출부(13), 제어부(15), 스위칭 절환부(21), 충전 배터리(30), 상기 충전 배터리(30)를 포함하여 구성되어 있으며, 도2를 참조하여 전술한 사항인 상기 태양 집광판(10)과, DC/DC 컨버터(11)와, 어댑터(12) 그리고, 검출부(13)의 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

그리고, 상기 제어부(15)는, 상기 검출부에서 출력된 검출신호를 받아, 상기 어댑터를 통하여 충전전원이 상기 충전 배터리(30)에 인가되었는지 판단하고, 그 판단 결과에 따라, 충전 배터리(30)를 태양 집광판(10)내지 어댑터(12)에 선택적으로 연결시키기 위한 스위칭 제어신호(control signal)를 발생한다.

또한, 상기 스위칭 절환부(21)는, 상기 DC/DC 컨버터(11)의 출력전원을 인가 받는 제1 스위칭부와, 어댑터의 출력전원을 인가 받는 제2 스위칭부를 포함하여 구성되며, 상기 각각의 스위칭부은, 전계 효과 트랜지스터(FET)로 되어 있다.

그리고, 각각의 출력전원은, 충전 전원으로 충전 배터리(30)에 인가 내지 차단에 있어, 상기 제어부(15)의 출력 신호인 제어신호(control signal)에 의해 상기 각각의 스위칭부(22,23)를 온/오프되도록 한다.

상기와 같이 구성된 본 실시예에의 동작을 설명하면 다음과 같다.

상기 배터리 검출부(13)는, 어댑터(12)가 상기 배터리 충전 절환장치(101)에 연결될시 어댑터로부터 출력되는 전압을 검출하며, 상기 제어부(15)는, 상기 검출부의 검출출력신호를 받아, 검출되는 전압에 의해 상기 어댑터를 통해 충전전원이 인가됨을 판단하여, 상기 스위칭 절환부에 제어신호(control signal, High)를 주어, 상기 스위칭 절환부(21)의 제1 스위칭부(22)을 오프하고 제2 스위칭부(23)를 온하게 하게 하여, 충전 배터리에 어댑터의 출력전원이 공급되도록 한다.

한편, 상기 제어부(15)가. 상기 어댑터(12)의 불사용으로 판단시, 즉 검출수단(13)에 어댑터를 통해 인가되는 전압이 없는 경우, 상기 스위칭 절환부(21)에 제어신호(어댑터 control signal, Low)를 주어, 상기 스위칭 절환부(21)의 제1 스위칭부(22)를 온(ON)하고 제2 스위칭부(23)를 오프(OFF)하게 하여, 충전 배터리에 DC/DC 컨버터의 출력전압이 공급되도록 한다.

즉, 상기 충전 배터리(30)에 인가된 충전 전원은, 태양으로부터 열을 집광판에 모아 낮은 전압을 발생되어 DC/DC 컨버터를 통해 상기 충전 배터리가 충전가능 한 전압까지 상승된 충전 전원이다.

또한. 상기 충전 전원이 상기 충전 배터리(30)에 완전충전시까지 도달된 경우, 상기 DC/DC 컨버터에서 출력되는 태양 충전전원이 시스템의 전원으로 사용할 수 있도록 한다.

이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면, 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 또 다른 다양한 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.

상기와 같이 구성 및 동작되는 본 발명에 따른 배터리 충전 절환장치는, 외부 AC전원을 정격의 직류전원으로 변환하는 어댑터를 통하여 충전 배터리에 인가되는 충전전원과 빛이 있는 곳에서 태양 집광판을 이용하여 발생된 충전전원 중 어느 하나를 선택적으로 이용하여 충전시킴으로써, 이중 충전의 인한 충전 배터리의 데미지를 제거함과 아울러, 휴대용 단말기에서의 배터리 사용시간을 증대시킬 수 있는 매우 유용한 발명이다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 배터리 충전 절환장치에 있어서 태양 집광판을 적용한 휴대용 단말기를 도시한 것이고,

도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 대한 배터리 충전 절환장치의 구성을 도시한 것이고,

도 3은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 대한 배터리 충전 절환장치의 구성을 도시한 것이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 태양 집광판 11 : DC/DC 컨버터

12 : 어댑터 13 : 검출부

20, 21 : 스위칭 절환부 30: 충전 배터리

Claims

외부 AC전원을 정격의 직류전원으로 변환하는 어댑터를 통하여 충전 배터리에 상기 직류 전원을 인가하는 배터리 충전장치에 있어서,

태양열 집광판으로 태양 빛에너지를 집광하여 발생된 낮은 전압을 정격의 전압으로 승압하는 태양전지수단;

상기 어댑터의 출력전압을 검출하는 검출수단;

상기 검출수단의 어댑터 출력전압이 검출유무에 따라, 상기 충전 배터리의 충전경로를 어댑터 또는 태양전지수단으로 선택적으로 절환하도록 제어하는 제어수단; 및

상기 제어수단의 제어신호에 의해 상기 어댑터의 출력전압 내지 태양전지수단의 출력전압 중에 어느 하나를 선택하여, 충전 배터리에 인가되게 하는 스위칭수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 충전 절환장치.
제 1항에 있어서,

상기 스위칭 수단은, 상기 검출수단을 통하여 상기 어댑터의 출력전압이 검출되지 않는 경우, 상기 제어수단의 제어신호에 의해 상기 태양전지수단의 출력전압을 선택하여, 충전 배터리에 인가되게 하는 것을 특징으로 하는 배터리 충전 절환장치.
제 2항에 있어서,

상기 스위칭수단은, 상기 검출수단의 결과신호에 의해 온(ON)/오프(OFF) 되는 스위칭 소자로 구성되되, 상기 어댑터의 출력전압 검출되는 경우, 상기 어댑터의 출력전압이 충전 배터리에 인가되게 하는 제1 스위칭부와, 상기 어댑터의 출력전압이 검출되지 않는 경우, 상기 태양전지수단의 출력전원이 충전 배터리에 인가되게 하는 제2 스위칭부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 충전 절환장치.