KR20060014862A - 이동통신단말기의 배터리 충전 장치 - Google Patents

이동통신단말기의 배터리 충전 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동통신단말기의 배터리 충전 장치에 관한 것으로 특히, 태양전지를 이용하여 단말기 배터리를 자체적으로 충전시킬 수 있도록 함에 그 목적이 있다. 이러한 목적의 본 발명은 광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양전지(110)와, 태양전지(110)에서의 전기 에너지를 축전지(130)에 저장하여 적정 전압을 출력하는 전력조정기(120)와, 이 전력조정기(120)에서 출력되는 전압을 정전압으로 변환하는 전압조정회로(140)와, 상기 조정된 정전압을 이용하여 배터리(160)를 충전하며 상기 정전압 또는 배터리(160)의 충전전압을 단말기 전원으로 공급하는 스위칭부(150)를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

Description

이동통신단말기의 배터리 충전 장치{BATTERY CHARGING APPARATUS FOR MOBILE COMMUNICATION DEVICE}
도1은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 충전 장치의 블록 구성도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 *
110 : 태양전지 120 : 전압조정기
130 : 축전지 140 : 전압조정회로
150 : 스위칭부 160 : 단말기 배터리
본 발명은 이동통신단말기에 관한 것으로 특히, 배터리 충전 장치에 관한 것이다.
최근 무선통신기술이 발전되면서 개인이 임의의 장소로 이동하면서도 다른 사람과 통화할 수 있는 휴대단말기의 보급이 일반화되었다.
휴대단말기는 휴대가 용이하도록 통상 니켈-수소나 리튬이온 또는 니켈-카드뮴으로 조성된 배터리를 일반적으로 사용한다.
니켈-수소 배터리의 경우 한 셀(cell)당 1.2[V]의 출력전위를 갖는 4개의 셀 (cell)이 직렬 접속되어 하나의 팩을 형성한 구조로서 약 DC 4.8[V]의 출력전위를 나타내며, 리튬이온 전지의 경우에는 3.6[V] 전위의 2개 셀(cell)이 결합된 구조로서 완충상태에서 약 DC 7.2[V]의 출력전위를 나타낸다.
그러나, 종래에는 단말기 배터리를 충전시키기 위해서 별도의 충전기를 사용하여야 함으로 전원이 없는 지역에서 단말기 배터리가 방전된 경우 배터리 충전이 불가능하여 통화 서비스를 이용할 수 없는 불편함이 있다.
즉, 종래에는 단말기 배터리를 자체적으로 충전할 수 있는 장치가 단말기 또는 배터리에 결합되어 있지 않아 불편함을 초래하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 배터리를 자체적으로 충전할 수 있도록 창안한 이동통신단말기의 배터리 충전 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
특히, 본 발명은 태양전지를 이용하여 단말기 배터리를 자체적으로 충전시킬 수 있도록 함을 목적으로 한다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 이동통신단말기의 충전장치에 있어서, 광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양전지와, 상기 전기 에너지를 적정 전압으로 조정하는 전력조정기와, 이 전력조정기에서 출력되는 적정 전압을 정전압으로 변환하는 전압조정회로와, 상기 조정된 정전압을 이용하여 단말기 배터리를 충전하며 상기 정전압 또는 단말기 배터리의 충전전압을 단말기 전원으로 공급하는 스위칭부를 포함하여 구성한다.
이하, 본 발명을 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예에서는 태양전지(solar cell)를 이용한 배터리 충전 장치를 가정하여 설명하기로 한다.
태양전지 제조에는 규소 이외에 갈륨아세나이드(GaAs)가 많이 활용되고 있으며 최근에는 카드뮴테러라이드(CdTe), 카파인디움이셀레나이드(CuInSe2 : CIS) 반도체들도 활용되고 있다.
태양전지는 얇은 규소(Si) 판의 한쪽면에 미량의 인(P)을 도포하고 다른쪽 면에 붕소(B)를 도포하며 상기 규소 판의 양면을 전자가 흐를 수 있는 금속으로 연결하여 제작한다.
이러한 구조의 태양전지에서 전기 에너지를 발생시키는 원리를 설명하면 다음과 같다.
얇은 규소(Si) 결정판의 한쪽 면에 미량의 인(P)을 붙이면 4개의 규소와 5개의 인원자 중 4개가 결합하고 결합되지 않은 1개의 인원자가 규소 결정판을 자유롭게 이동하게 되어 인으로 이루어진 n층이 양전하를 띠게 된다.
반대로 규소 결정판의 다른 한면에 붕소를 도포하면 전자가 모자라는 자리를 채울 수 있게 되어 판 전체는 전기적으로 중성을 띤다.
상기와 같은 반도체 접합으로 구성된 태양전지에 빛이 조사되면 규소의 자유전자가 양전하를 띤 n면으로 이동하고 상대적으로 전자부족 상태인 p면 경계에 양전하가 하전되는 결과를 갖는다.
따라서, 인과 붕소가 도포된 규소결정판의 양면을 전자가 흐를 수 있는 금속으로 연결하면 n층과 p층을 가로질러 전류가 흐르게 되는 광기전력 효과(photo voltaic effect)에 의해 기전력이 발생하여 전기 에너지가 발생하게 된다.
도1은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 충전 장치의 블록 구성도로서 이에 도시한 바와 같이, 광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양전지(110)와, 태양전지(110)에서의 전기 에너지를 축전지(130)에 저장하여 적정 전압을 출력하는 전력조정기(120)와, 이 전력조정기(120)에서 출력되는 전압을 정전압으로 변환하는 전압조정회로(140)와, 상기 조정된 정전압을 이용하여 배터리(160)를 충전하며 상기 정전압 또는 배터리(160)의 충전전압을 단말기 전원으로 공급하는 스위칭부(150)를 포함하여 구성한다.
이와 같이 구성한 본 발명의 실시 예에 대한 동작 및 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서 태양전지(110)는 배터리(160)의 일측면 또는 단말기 폴더에 노출되도록 장착된다. 태양전지(110)는 0.4~0.5V의 기전력을 생성되는 제품을 사용한다고 가정하면 필요로 하는 전력을 얻을 수 있을 만큼 직렬 또는 병렬로 연결하여 장착한다.
상기와 같이 장착된 태양전지(110)는 태양광 또는 전등으로부터 빛이 조사되면 그에 상응하는 전기 에너지를 생성한다.
상기 생성된 전기 에너지는 전력조정기(120)로 전달되며 일사량의 세기가 일정하지 않아 태양전지(110)에서 생성된 전기 에너지가 적정 전압이 되지 않을 수 있으므로 상기 전력조정기(120)는 충전지(130)에 전기 에너지를 축적하여 일정 전압을 전압조정회로(140)에 출력하게 된다.
상기 전압조정회로(140)는 정류회로, 승압회로, 감압회로, 정전압회로를 포함하여 전력조정기(120)에서 전달되는 전압을 정류한 후 일정 전압으로 승압 또는 감압하고 그 승압/감압된 전압을 일정레벨의 정전압으로 변환하게 된다.
즉, 전압조정회로(140)는 태양전지(110)에서 생성된 전압이 부족한 경우 승압 동작을 수행하며 반대로 과전압인 경우 감압 동작을 수행함으로써 소정레벨 범위의 전압으로 변환한 후 정전압으로 변환하여 스위칭부(150)에 출력하게 된다.
이에 따라, 스위칭부(150)는 전압조정회로(140)에서 변환된 정전압을 이용하여 배터리(160)를 충전시키게 된다.
이때, 스위칭부(150)는 기준전압과 배터리(160)의 충전전압을 비교하기 위한 제1 비교회로와 전압조정회로(140)에서 전달되는 정전압과 상기 배터리(160)의 충전전압을 비교하기 위한 제2 비교회로를 구비한다.
따라서, 스위칭부(150)는 배터리(160)의 충전전압이 부족한 경우 전압조정회로(140)에서 공급되는 정전압을 상기 배터리(160)의 충전에 이용하고 상기 배터리(160)의 충전전압이 충분한 경우 상기 정전압을 단말기 전원으로 공급한다.
상기에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 광에너지를 직접 전기에너지로 변환하여 단말기 배터리를 충전시킴으로써 별도의 충전장치 없이도 단말기 전원을 반영구적으로 공급할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 이동통신단말기의 충전장치에 있어서,
    광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양전지와,
    상기 전기 에너지를 적정 전압으로 조정하는 전력조정기와,
    이 전력조정기에서 출력되는 적정 전압을 정전압으로 변환하는 전압조정회로와,
    상기 조정된 정전압을 이용하여 단말기 배터리를 충전하며
    상기 정전압 또는 단말기 배터리의 충전전압을 단말기 전원으로 공급하는 스위칭부를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 이동통신단말기의 배터리 충전 장치.
  2. 제1항에 있어서, 전압조정회로는
    승압기능, 감압기능 및 정전압기능을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 이동통신단말기의 배터리 충전 장치.
  3. 제1항에 있어서, 스위칭부는
    기준전압과 배터리 충전전압을 비교하기 위한 제1 비교회로와,
    전압조정회로에서 전달되는 정전압과 상기 배터리 충전전압을 비교하기 위한 제2 비교회로와,
    상기 배터리의 충전전압이 부족한 경우 전압조정회로에서 공급되는 정전압을 상기 배터리 충전에 이용하고 상기 배터리 충전전압이 충분한 경우 상기 정전압을 단말기 전원으로 공급하기 위한 수단을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 이동통신단말기의 배터리 충전 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100749238B1 (ko) * 2006-05-04 2007-08-13 (주) 엘지텔레콤 전기 에너지 및 태양열 에너지에 의한 듀얼 충전 장치그리고 그 충전 장치를 구비한 이동통신 단말기
KR20100049436A (ko) * 2008-11-03 2010-05-12 엘지전자 주식회사 휴대 단말기
KR100979652B1 (ko) * 2010-04-16 2010-09-02 제이엠씨엔지니어링 주식회사 멀티 배터리 시스템 및 이를 포함하는 전자 기기
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