KR20060042586A - 휴대폰의 차량용 충전장치 - Google Patents

휴대폰의 차량용 충전장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비정상적인 과전압 출력을 차단하여 휴대폰의 손상을 방지하기 위한 휴대폰의 차량용 충전장치에 관한 것으로, 차량의 시가잭(Cigarette Jack)을 통해 차량용 배터리 전압을 입력받고, 상기 입력된 차량용 배터리 전압을 전압 강하하여 충전전압 출력단자로 출력하기 위한 트랜지스터, 상기 차량용 배터리 전압을 다운 컨버팅하도록 상기 트랜지스터의 베이스 전압을 제어하는 DC/DC 컨버터, 상기 트랜지스터의 손상시 차량용 배터리 전압이 그대로 출력전압으로 바이패스되면 상기 바이패스된 출력전압에 의해 구동하는 릴레이 코일, 상기 트랜지스터의 출력전압을 충전전압 출력단자로 출력하거나 접지단자로 출력하도록 상기 릴레이 코일의 구동여부에 따라 스위칭하는 릴레이 스위치로 구성된다.
따라서, 본 발명은 비정상적으로 발생된 과전압의 출력을 차단하는 보호회로를 추가 구성함으로써 제품의 신뢰성을 향상시키고 더 나아가 휴대폰의 불량을 사전에 방지할 수 있다.
차량용 충전기(Cigarette Light Charger)/휴대폰

Description

휴대폰의 차량용 충전장치{Fill Up Device for Cellular Phone in Car}
도 1은 일반적인 차량용 충전기 원리를 도시한 도면
도 2는 종래 기술에 따른 차량용 충전기의 회로 구성을 도시한 도면
도 3은 본 발명에 따른 차량용 충전기의 회로 구성을 도시한 도면
도 4는 도 3에서 과전압 발생시 릴레이 스위치의 동작상태를 도시한 도면
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100: DC/DC 컨버터 200: 트랜지스터
300: 릴레이 코일 400: 릴레이 스위치
500: LED(발광다이오드)
본 발명은 휴대폰의 차량용 충전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 휴대폰으로의 과전압 출력을 차단하여 휴대폰의 손상을 방지하기 위한 차량용 충전장치에 관한 것이다.
최근, 셀룰러폰과 PCS폰 등과 같은 이동통신 단말기의 보급으로 단말기의 출력이 증가함과 아울러 최초 통화권 이탈시 통화권 셀을 상호 연결해주는 핸드오버 기술의 발전으로 차량 운행 중에도 휴대폰을 사용하게 되었고, 현재 운전 중 휴대폰을 사용하는 경우가 매우 빈번하게 이루어지고 있다.
그러나, 운전 중 휴대폰을 이용하는 것은 운전자의 전방시야 미확보와 집중력 저하 등으로 인해 안전사고가 발생할 우려가 있었으며, 이에 따라 운전자는 운전 중 휴대폰을 사용하고자 할 때 전방을 주시하면서 매우 조심스럽게 사용하여야 한다.
그런데, 운전 중 휴대폰의 사용은 집중도를 저하시키기 때문에 안전사고를 초래할 수밖에 없고, 따라서, 교통당국은 운전 중 휴대폰의 사용을 일부 제한하고 있고, 운전 중 휴대폰을 사용할 경우에는 핸즈프리(Hand-free)를 이용할 것을 권고하고 있으며, 또 이를 법제화하고 있는 실정이다.
따라서, 이와 같은 안전상의 이유로 운전 중 휴대폰을 손으로 직접 잡지 않고서도 통화할 수 있는 핸즈프리 세트가 많이 개발되어 출시되고 있다.
상기 핸즈프리 세트란 휴대폰을 손으로 쥐지 않고 핸즈프리의 마이크와 스피커 등을 이용하여 상대방과 통화할 수 있도록 한 기기이다.
이러한 핸즈프리 거치대는 차량 내부의 운전자가 손쉽게 조작할 수 있는 위치인 대시보드 상단이나 운전석 주변에 부착 또는 고정 설치한 후 거치대에 휴대폰을 장착한다. 그리고, 시가잭(Cigarette Jack)을 통해 차량 배터리에 연결한 후 이를 전원으로 이용하여 핸즈프리를 통해 통화하거나 휴대폰의 배터리를 충전할 수 있다.
핸즈프리 거치대에는 핸즈프리 통화 기능을 위해 마이크와 스피커, 그리고 휴대폰과 상호 접속되는 음성 입출력용 이어플러그가 설치되어 있고, 휴대폰의 충전 기능을 위해 차량용 충전기가 내장되어 있다.
이때, 휴대폰을 충전하기 위해 통상 휴대폰의 하단에 형성된 통신포트와 거치대에 충전용 통신커넥터를 연결 접속하면 차량용 충전기에서 시가잭을 통해 입력되는 차량용 배터리 전압(DC 전압)을 이용하여 휴대폰의 배터리를 충전한다.
도 1 및 도 2를 참조하여, 종래 기술에 따른 차량용 충전기(Cigarette Light Charger)를 설명하면 다음과 같다.
종래의 차량용 충전기(10)는, 시가잭(도시 생략)을 통해 차량용 배터리 전압(10V~28V)을 입력받아 이를 DC/DC 컨버터(13)를 거쳐 저전압 레벨(약 4.2V)로 변환한 후 휴대폰의 충전전압으로 제공한다.
보다 상세히 설명하면, 도 2에 도시한 바와 같이 시가잭을 통해 입력되는 차량용 배터리 전압은 출력 트랜지스터(Q)의 에미터에 연결된다.
이때, DC/DC 컨버터(13)는 차량용 배터리 전압을 4.2V 레벨까지 강하시키도록 트랜지스터(Q)의 베이스 전압을 조절한다.
즉, 상기 출력 트랜지스터(Q)는 DC/DC 컨버터(13)에서 출력된 베이스 전압에 따라 입력전압인 차량용 배터리 전압을 휴대폰의 배터리 충전을 위한 4.2V 레벨의 충전전압으로 출력한다.
여기서, 상기 출력 트랜지스터(Q)의 입력단에 평활용 캐피시터(C1)를 연결하여 차량용 배터리 전압 펄스를 평활화한다.
마찬가지로, 상기 출력 트랜지스터(Q)의 출력단에는 평활용 코일(L)과 평활 용 캐패시터(C2)를 연결하여 출력전압 펄스를 평활화한다.
또한, 상기 출력 트랜지스터(Q)의 입력단과 출력단에 각각 역전압 보호용 다이오드(D1)(D2)를 연결하여 단말기로부터 역전압의 입력을 방지한다.
따라서, 종래의 차량용 충전기는 차량용 배터리 전압을 저전압으로 변환하여 휴대폰의 충전전압으로 제공함으로써 휴대폰의 배터리를 충전한다.
그러나, 차량용 배터리 전압이 불안정하거나 차량의 액세레이터에 따라 출력전압이 변하는 경우 정상레벨보다 큰 전압이 시가잭을 통해 차량용 충전기로 입력되게 된다.
이처럼, 큰 레벨의 차량용 배터리 전압이 차량용 충전기에 입력될 경우 출력 트랜지스터(Q)가 순간적으로 파손되어 에미터와 콜렉터간 전압이 쇼트된다. 이로 인해, 차량용 충전기는 입력전압을 그대로 출력전압으로 바이패스(By-pass)시키게 된다.
이 경우, 불가피하게 휴대폰에 과전압이 인가되어 내부 MSM(Mobile Station Modem), 오디오 앰프(Audio Amplifier) 등의 반도체 불량이 발생하고 부팅(Booting)이 불가능한 전원불량 상태를 초래하였다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 차량용 충전기의 내부 회로 손상시 휴대폰으로의 과전압 입력을 방지하도록 한 휴대폰의 차량용 충전장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 차량용 충전기의 내부 회로 손상을 사용자에게 알리 기 위한 휴대폰의 차량용 충전장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 차량의 시가잭(Cigarette Jack)을 통해 차량용 배터리 전압을 입력받고, 상기 입력된 차량용 배터리 전압을 전압 강하하여 충전전압 출력단자로 출력하기 위한 트랜지스터, 상기 차량용 배터리 전압을 다운 컨버팅하도록 상기 트랜지스터의 베이스 전압을 제어하는 DC/DC 컨버터, 상기 트랜지스터의 손상시 차량용 배터리 전압이 그대로 출력전압으로 바이패스되면 상기 바이패스된 출력전압에 의해 구동하는 릴레이 코일, 상기 트랜지스터의 출력전압을 충전전압 출력단자로 출력하거나 접지단자로 출력하도록 상기 릴레이 코일의 구동여부에 따라 스위칭하는 릴레이 스위치를 포함하여 구성되는 휴대폰의 차량용 충전장치를 제공한다.
여기서, 상기 릴레이 스위치는 상기 트랜지스터의 콜렉터 단자와 연결되는 제 1 접점과, 충전전압 출력단자와 연결되는 제 2 접점과, 접지단자와 연결되는 제 3 접점으로 구성되어, 상기 릴레이 코일이 구동하지 않으면 상기 제 1 접점과 제 2 접점이 연결된 오프(Off) 상태를 유지하고, 상기 릴레이 코일이 구동하면 상기 제 1 접점과 제 3 접점이 연결되는 온(On) 상태로 동작하는 것이 바람직하다.
그리고, 본 발명은 일단이 상기 릴레이 스위치의 제 3 접점과 연결되어 상기 트랜지스터의 출력전압을 전압 강하하기 위한 저항과, 일단이 상기 저항의 타단과 연결되고 타단이 접지단자와 연결되어, 상기 저항을 통해 강하된 전압에 의해 점등되는 발광 다이오드를 더 포함하여 구성되는 휴대폰의 차량용 충전장치를 제공한 다.
따라서, 본 발명에 의하면 차량용 충전기에서 발생된 비정상적인 과전압의 출력을 차단함으로써 휴대폰을 보호할 수 있다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
종래와 동일한 구성 요소에 대해서는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 휴대폰의 차량용 충전장치를 설명하면 다음과 같다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 휴대폰의 차량용 충전장치는 차량의 시가잭(Cigarette Jack)을 통해 차량용 배터리 전압을 입력받고, 상기 입력된 차량용 배터리 전압을 전압 강하하여 충전전압 출력단자로 출력하기 위한 트랜지스터(200), 상기 차량용 배터리 전압을 다운 컨버팅하도록 상기 트랜지스터(200)의 베이스 전압을 제어하는 DC/DC 컨버터(100), 상기 트랜지스터(200)의 손상시 차량용 배터리 전압이 그대로 출력전압으로 바이패스되면 상기 바이패스된 출력전압에 의해 구동하는 릴레이 코일(300), 상기 트랜지스터(200)의 출력전압을 충전전압 출력단자(Output)로 출력하거나 접지단자(GND)로 출력하도록 상기 릴레이 코일(300)의 구동여부에 따라 스위칭하는 릴레이 스위치(400)로 구성된다.
여기서, 상기 릴레이 스위치(400)의 구성을 살펴보면, 릴레이 스위치(400)의 제 1 접점(a)은 트랜지스터(200)의 출력단자인 콜렉터에 연결되고, 제 2 접점(b)은 충전전압 출력단자(Output)에 연결되고, 제 3 접점(c)은 접지단자에 연결된다.
그리고, 상기 릴레이 스위치(400)는 릴레이 코일(300)에 의해 스위칭 동작이 이루어지는데, 오프(Off) 상태에서는 제 1 접점(a)과 제 2 접점(b)이 연결되고 릴레이 코일(300)이 동작하면 릴레이 스위치(400)가 온(On)되어 제 1 접점(a)과 제 3 접점(c)이 연결된다.
그리고, 상기 릴레이 코일(300)은 릴레이 스위치(400)를 동작시키기 위한 스위치 전원을 공급하는 수단으로 10V 이상의 과전압 범위에서 동작하게 된다.
즉, 상기 릴레이 코일(300)은 트랜지스터(200)에서 정상적인 전압레벨(약 4.2V)이 출력되면 동작하지 않고, 트랜지스터(200)의 에미터와 콜렉터간 전압이 쇼트된 상태에서 트랜지스터(200)의 입력전압이 그대로 바이패스되어 10V~28V 레벨의 고전압이 출력되면 동작하게 된다.
또한, 본 발명은 상기 릴레이 스위치(400)의 제 3 접점과 접지단자 사이에 저항(R11)과 발광다이오드(LED)(500)를 직렬로 연결 구성하여 과전압으로 인한 차량용 충전기의 불량 상태를 표시한다.
그리고, 입력단자(Input)와 출력단자(Output)에 연결된 다이오드(D11, D12)는 역전압을 방지하기 위한 수단이며, 캐피시터(C11, C12) 및 인덕터(L)는 입/출력전압의 펄스를 평활화하기 위한 수단이다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 실시예의 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 차량용 충전기는 시가잭(Input)을 통해 차량으로부터 차량용 배터리 전압을 입력받게 되는데, 상기 입력된 차량용 배터리 전압은 내부 트랜지스터(200)로 입력된다.
이때, 10V~28V 레벨의 차량용 배터리 전압을 4.2V 레벨의 휴대폰 충전전압으로 다운 컨버팅(Down Converting)하기 위해, DC/DC컨버터(100)에서 트랜지스터(200)의 베이스 전압을 조절한다.
그리고, 상기 트랜지스터(200)는 DC/DC 컨버터(100)에서 출력된 베이스 전압에 따라 입력전압인 차량용 배터리 전압을 전압 강하하여 4.2V 레벨의 충전전압을 출력하게 된다.
이때, 상기 트랜지스터(200)에서 출력된 충전전압 크기는 릴레이 코일(300)의 구동범위에 해당되지 않기 때문에 릴레이 스위치(400)는 제 1 접점(a)과 제 2 접점(b)이 연결된 오프상태를 유지하게 된다.
따라서, 상기 트랜지스터(200)에서 출력된 4.2V의 충전전압은 출력단자(Output)로 출력된다.
그러나, 차량용 배터리 전압이 불안정하거나 액세레이터의 구동에 따라 출력전압이 변하는 경우, 28V 이상의 과전압이 트랜지스터(200)로 인가되어 트랜지스터(200)가 쇼트되는 경우가 발생하게 된다.
이러한 트랜지스터(200)의 불량 발생시 입력되는 과전압을 그대로 출력전압으로 바이패스하게 되는데, 상기 트랜지스터(200)로부터 10V 이상의 과전압이 출력되면 릴레이 코일(300)이 구동하여 순간적으로 릴레이 스위치(400)가 동작하게 된다.
도 4에 도시한 바와 같이, 상기 릴레이 코일(300)이 동작함에 따라 릴레이 스위치(400)의 제 1 접점(a)과 제 3 접점(c)이 연결되면 트랜지스터(200)를 통해 바이패스되는 과전압이 출력단자(Output)로 유입되지 않는다.
그리고, 상기 바이패스된 과전압은 릴레이 스위치(400)의 제 3 접점을 따라 출력되는데, 이는 저항(R11)을 거쳐 강하된 후 상기 저항(R11)과 직렬로 연결된 발광 다이오드(500)로 인가된다.
따라서, 내부 트랜지스터(200)가 파손되면 바이패스되는 과전압으로 인해 릴레이 코일(300)이 구동함에 따라 릴레이 스위치(400)가 동작(On 상태)하여 휴대폰으로 유입되는 과전압의 경로를 차단할 수 있다.
이와 아울러, 릴레이 스위치(400)가 온 되면 발광 다이오드(500)가 점등되어 과전압으로 인한 차량용 충전기의 불량 발생을 표시할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가지 자에 의해 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.
상기에서 설명한 본 발명에 따른 휴대폰의 차량용 충전장치는 비정상적으로 발생된 과전압의 출력을 차단하는 보호회로를 추가 구성함으로써 제품의 신뢰성을 향상시키고 더 나아가 휴대폰의 불량을 사전에 방지할 수 있는 이점이 있다.

Claims (3)

  1. 차량의 시가잭(Cigarette Jack)을 통해 차량용 배터리 전압을 입력받고, 상기 입력된 차량용 배터리 전압을 전압 강하하여 충전전압 출력단자로 출력하기 위한 트랜지스터,
    상기 차량용 배터리 전압을 다운 컨버팅하도록 상기 트랜지스터의 베이스 전압을 제어하는 DC/DC 컨버터,
    상기 트랜지스터의 손상시 차량용 배터리 전압이 그대로 출력전압으로 바이패스되면 상기 바이패스된 출력전압에 의해 구동하는 릴레이 코일,
    상기 트랜지스터의 출력전압을 충전전압 출력단자로 출력하거나 접지단자로 출력하도록 상기 릴레이 코일의 구동여부에 따라 스위칭하는 릴레이 스위치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 휴대폰의 차량용 충전장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 릴레이 스위치는
    상기 트랜지스터의 콜렉터 단자와 연결되는 제 1 접점과, 충전전압 출력단자와 연결되는 제 2 접점과, 접지단자와 연결되는 제 3 접점으로 구성되어,
    상기 릴레이 코일이 구동하지 않으면 상기 제 1 접점과 제 2 접점이 연결된 오프(Off) 상태를 유지하고, 상기 릴레이 코일이 구동하면 상기 제 1 접점과 제 3 접점이 연결되는 온(On) 상태로 동작하는 것을 특징으로 하는 휴대폰의 차량용 충 전장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    일단이 상기 릴레이 스위치의 제 3 접점과 연결되어 상기 트랜지스터의 출력전압을 전압 강하하기 위한 저항과,
    일단이 상기 저항의 타단과 연결되고 타단이 접지단자와 연결되어, 상기 저항을 통해 강하된 전압에 의해 점등되는 발광 다이오드를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 휴대폰 차량용 충전장치.
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