KR20090037043A - Portable battery charger using solar heat - Google Patents

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Abstract

A portable battery charger using a solar heat is provided to be charged efficiently by converting a collected solar heat through a convex lens into electricity. In a portable battery charger using a solar heat, a convex lens(20) collects solar energy into one place and produces heat. An electric power generating element(30) produces the electricity by using heat generated from the convex lens. A CPU controls the operation of a fan and a cooling fin, and controls temperature generated with the convex lens. A voltage booster circuit(40) enhances the voltage of the generated electricity, and a secondary battery(60) stores the generated electricity.

Description

태양열을 이용하여 충전하는 휴대용 충전기{Portable Battery Charger using Solar Heat}Portable Battery Charger using Solar Heat}

도 1 은 본 발명에 따른 휴대용 배터리의 일 실시예의 개략적인 블록도.1 is a schematic block diagram of one embodiment of a portable battery according to the present invention;

도 2 는 도 1 의 휴대용 배터리의 구현 예(태양 에너지를 사용할 경우).2 illustrates an embodiment of the portable battery of FIG. 1 when using solar energy.

도 3 은 도 1 의 휴대용 배터리의 구현 예 (태양 에너지를 사용하지 않을 경우).3 illustrates an embodiment of the portable battery of FIG. 1 (without solar energy).

도 4 는 핸드폰의 휴대용 비상 충전기의 구현 예이다.4 is an example of implementation of a portable emergency charger of a mobile phone.

도 5 는 발전 소자의 구조도.5 is a structural diagram of a power generation element.

본 발명은 휴대용 배터리에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양열을 이용하여 전기를 생산하여 2 차 전지에 충전하여 휴대하면서 비상시에 사용하는 휴대용 배터리에 관한 것이다.The present invention relates to a portable battery, and more particularly, to a portable battery that is used in an emergency while producing electricity using solar heat to charge and carry a secondary battery.

기술의 발전에 따라, 과거에는 불가능하거나 사람에 의해서만 가능했던 많은 일들이 다양한 전자 제품에 의해 수행되고 있다. 이에 따라, 휴대용으로 다양한 종류의 수많은 전자 제품들이 보급되어 사용되고 있다.As technology advances, much of what has been impossible or only possible in the past is being done by various electronic products. Accordingly, many electronic products of various kinds are spread and used as portable devices.

그러나, 이러한 전자 제품의 편리함에도 불구하고 휴대용 제품에 내장되어 있는 배터리의 전원이 다 소모되면 쓸모가 없어진다.However, despite the convenience of such electronic products, when the power of the battery contained in the portable product is exhausted, it becomes useless.

이러한 경우에 대비하여 많은 보조 배터리 개념의 제품들이 많이 나와 있지만 대다수가 전기를 이용하여 충전 한 후 사용을 하고 있으므로 장소에 제한을 받는 문제점이 있다.In this case, there are many products with a secondary battery concept, but most of them use electricity after being charged and there is a problem that the place is restricted.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 자연에서 항상 얻을 수 있는 태양 에너지를 사용하여 전기를 생산, 2 차 전지에 축적하였다가 필요할 경우에 전기를 사용하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and aims to produce electricity by using solar energy that can always be obtained from nature, to accumulate electricity in secondary batteries, and to use electricity when necessary.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 휴대용 배터리는 태양 에너지를 이용하여 전기를 충전하는 방식으로, 볼록렌즈, 발전소자, 승압회로, 충전회로, 2 차 전지 및 과전류 방지 회로를 포함한다. 볼록렌즈는 태양이 비칠 때 분산되어 있는 열을 한 곳으로 모아서 충분한 열을 발생하도록 하여 발전소자의 표면에 제공하는 역할을 한다. 발전소자는 한 면에 충분한 열이 공급되면 다른 면과의 온도차에 의해서 전기를 생성한다. 발생하는 전기의 세기는 발전소자의 양단에 생기는 온도차의 크기에 따라 달라질 수 있으며 이때 발생하는 전기의 특성은 직류전원으로 전류의 세기는 약 1.5∼ 2.5A(암페어) 이며 전압의 세기는 약 4.2V(볼트)이다. 승압회로는 발전소자에서 생성된 전기의 전압의 세기를 좀더 효과적으로 사용하기 위하여 전압을 크게 증가시키는 역할을 한다. 충전회로는 승압회로를 거쳐 온 전기를 2 차 전지에 안전하게 충전할 수 있도록 도와주며 과전류 방지 회로는 배터리에 충전된 전기를 휴대용 전자제품에 사용할 경우 과전류가 흘러 고가의 전자 제품이 고장나는 것을 방지한다.In order to achieve the above object, the portable battery according to the present invention includes a convex lens, a power generator, a booster circuit, a charging circuit, a secondary battery and an overcurrent protection circuit in a manner of charging electricity using solar energy. The convex lens collects the dissipated heat into one place when the sun shines and generates enough heat to provide the surface of the power plant. The generator generates electricity by the temperature difference from one side when enough heat is supplied to one side. The generated electricity can vary according to the magnitude of the temperature difference between both ends of the power plant. The generated electricity is a DC power source with a current of about 1.5 ~ 2.5A (ampere) and a voltage of about 4.2V ( Bolts). The boost circuit serves to increase the voltage significantly in order to more effectively use the strength of the voltage generated by the generator. The charging circuit helps to charge the secondary battery safely through the boost circuit and the overcurrent protection circuit prevents expensive electronic products from failing due to overcurrent when the battery is charged with portable electronic products. .

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1 은 본 발명에 따른 휴대용 배터리의 일 실시예의 개략적인 블록도이다.1 is a schematic block diagram of one embodiment of a portable battery according to the present invention.

휴대용 배터리는 볼록렌즈(20), 발전소자(30), 승압회로(40), 충전회로(50), 2차전지(60) 및 과전류 방지 회로(70)를 포함한다.The portable battery includes a convex lens 20, a power generator 30, a boosting circuit 40, a charging circuit 50, a secondary battery 60, and an overcurrent protection circuit 70.

볼록렌즈(20)은 태양 에너지(10)를 좁은 범위로 모아서 고온의 열을 만드는 역할을 한다. 이때 너무 높은 열이 생성되면 발전 소자의 열화현상이 생기므로 주의해야 하며 대략 온도는 섭씨 200 도가 넘지 않아야 한다. 섭씨 200 도 이내의 열을 모으기 위해서는 볼록렌즈(20)의 크기 및 렌즈 두께를 잘 선택하여야 하며 이 요소는 본 발명품의 크기를 결정하는 중요한 요소이다.The convex lens 20 collects solar energy 10 in a narrow range and serves to generate high temperature heat. At this time, if too high heat is generated, the deterioration of the power generation element is generated, so care should be taken, and the temperature should not exceed about 200 degrees Celsius. In order to collect heat within 200 degrees Celsius, the size and lens thickness of the convex lens 20 should be well selected, and this factor is an important factor in determining the size of the present invention.

발전소자(30)는 볼록렌즈(20)에서 제공하는 태양 에너지를 이용하여 전기를 생성하는 중요한 부분이다. 발전소자(30)는 양단에 온도 차가 생기면 전기를 생성하는 특성을 가지고 있으며 온도 차가 약 150 도 정도가 이상적인 발전을 위한 온도차이다. 이때 발생하는 전기는 직류전원으로 대략 전류의 세기는 약 1.5∼ 2.5A(암페어) 이며 전압의 세기는 약 4.2V(볼트)이다. 승압회로(40)는 전압의 세기를 크게 변화시켜 충전회로(50)를 거쳐 2차 전지(60)에 충전된다.The generator 30 is an important part of generating electricity by using the solar energy provided by the convex lens 20. The generator 30 has a characteristic of generating electricity when a temperature difference occurs at both ends, and a temperature difference of about 150 degrees is a temperature difference for ideal power generation. The electricity generated at this time is a DC power supply, and the current strength is about 1.5 to 2.5 A (amps) and the voltage is about 4.2 V (volts). The booster circuit 40 is charged in the secondary battery 60 via the charging circuit 50 by changing the intensity of the voltage significantly.

최대 발전 효율을 얻기 위해서는 발전소자(30)의 열을 받는 면과 반대편의 온도차가 약 150 도 정도가 되어야 하는데 한면이 열을 계속 받으면 반대편의 면도 유기되는 열로 인하여 온도가 올라가서 온도차가 줄어들게 되고 이로 인하여 발전 효율은 급격히 떨어진다. 이 문제점을 해결하기 위하여 열 받는 반대 쪽 면에는 냉각을 시켜서 상온 50 도 정도를 유지해야 함으로 방열판을 부착하여 유기되는 열을 제거하여야 한다.In order to obtain the maximum power generation efficiency, the temperature difference between the side receiving the heat of the generator 30 and the opposite side should be about 150 degrees. Power generation efficiency drops drastically. In order to solve this problem, the other side of the heat receiving side should be cooled to maintain a room temperature of about 50 degrees.

발전소자(30)의 반대면에 방열판(33)을 부착하고 팬(34)을 구동하여 냉각을 시킨다. 온도센서(32)는 냉각되는 면의 온도를 측정하여 CPU(31)로 정보를 보내면 온도에 따라 팬의 동작을 선택하여 표면온도를 약 50 도 정도로 유지시킨다. 또한 CPU(31)는 충전 상태도 체크하여 2 차 전지(60)에 충전이 완료가 되면 완료 상태를 알려준다.The heat sink 33 is attached to the opposite side of the generator 30 and drives the fan 34 to cool. The temperature sensor 32 measures the temperature of the surface to be cooled and sends information to the CPU 31 to select the operation of the fan according to the temperature to maintain the surface temperature at about 50 degrees. In addition, the CPU 31 also checks the state of charge and informs the completion state when the secondary battery 60 is completed.

2 차 전지(60)에 충전된 전기는 과전류 방지 회로(70)를 통하여 어댑터(80)를 통하여 사용하고자 하는 전자 제품에 사용된다.Electricity charged in the secondary battery 60 is used for electronic products to be used through the adapter 80 through the overcurrent protection circuit 70.

도 2 는 도 1 의 휴대용 배터리의 구현 예(태양 에너지를 사용할 경우)이다.FIG. 2 is an embodiment of the portable battery of FIG. 1 (when using solar energy). FIG.

도 2 에서 볼록렌즈(110)로 태양 에너지를 모아서 섭씨 150∼200 도 정도의 열을 만들어 발전소자(120)에 제공하면 발전소자(120)는 전기를 만들어 2 차전지(130)에 충전한다. 도 3 은 도 2 의 컨트롤 박스의 블록도이다.In FIG. 2, solar energy is collected by the convex lens 110 to generate heat of about 150 to 200 degrees Celsius, and provided to the power generator 120. The power generator 120 generates electricity and charges the secondary battery 130. 3 is a block diagram of the control box of FIG. 2.

도 3 은 도 1 의 휴대용 배터리의 구현 예(태양 에너지를 사용하지 않을 경우) 다른 경우를 나타낸 것으로 발전소자는 온도차에 의하여 전기를 발생하는 특성을 가지고 있음으로 무조건 태양 에너지를 사용해야 한다는 조건이 없다. 그러므로 열을 발생하는 다른 물질 혹은 다른 열(200)을 소자의 표면에 제공하여 온도차를 발생시키면 전기를 만들 수 있으므로 만약 태양 빛이 비취지 않는 밤, 지하실 혹은 비가 올 경우에도 발전을 일으켜 충전할 수 있으며 비상시에 전자 제품의 비상용 전원으로 항상 사용할 수 있다.3 shows another example of the implementation of the portable battery of FIG. 1 (when not using solar energy). As a power generator has characteristics of generating electricity by a temperature difference, there is no condition that solar energy must be used unconditionally. Therefore, it is possible to generate electricity by providing another material generating heat or another heat 200 on the surface of the device to generate a temperature difference, so that it can generate electricity and charge even if it is rainy at night, basement or rain. It can always be used as an emergency power source for electronic products in an emergency.

도 4 는 도 1 의 사용 예에 있어서 축전용 2 차 전지를 제외하고 나머지 기능을 사용하여 핸드폰 휴대용 비상 충전기로 사용할 수 있는 예를 도시한 것이다.Figure 4 shows an example that can be used as a mobile phone portable emergency charger using the remaining functions except the secondary battery for storage in the use example of FIG.

도 5 는 발전소자의 구조도이다.5 is a structural diagram of a power generator.

발전 소자의 동작 원리를 도면으로 나타낸 것이다.The operation principle of the power generation element is shown in the drawings.

본 발명에 의하면, 태양 에너지를 이용하여 전기를 만들어 축전하는 방식의 친환경적 충전기로서 언제 어디서나 고효율의 전기를 축전할 수 있으며 휴대형으로 만들어져 있어서 언제, 어디서나 전자 제품의 비상용 전원으로 사용할 수 있다. 만약 태양열을 이용할 수 없는 경우에는 일반적인 외부열을 공급하여도 발전이 가능함으로 때와 장소를 구애받지 않고 충전이 되므로 매우 편리하다. 단 생성되는 전기는 직류전원으로 한정되는데 이는 큰 문제점이 될 수 없다. 왜냐하면 모든 휴대형 전자제품은 직류 전원을 사용하여 동작되기 때문이다.According to the present invention, it is an eco-friendly charger that generates electricity by storing electricity using solar energy, and can store electricity of high efficiency anywhere and anytime, and is made of a portable type so that it can be used as an emergency power source for electronic products anytime and anywhere. If solar heat is not available, it is very convenient because it can be charged regardless of time and place because it can be generated by supplying general external heat. However, the generated electricity is limited to the DC power source, which can not be a big problem. This is because all portable electronics are operated using DC power.

본 발명이 비록 일부 바람직한 실시예에 의해 설명되었지만, 본 발명의 범위는 이에 의해 제한되어서는 아니 되고, 특허청구범위에 의해 뒷받침되는 상기 실시예의 변형이나 개량에도 미쳐야 할 것이다.Although the present invention has been described in terms of some preferred embodiments, the scope of the present invention should not be limited thereby, but should be construed as modifications or improvements of the embodiments supported by the claims.

Claims (3)

태양으로부터 열을 공급받아 발전하여 충전하는 휴대용 충전기로서,As a portable charger that receives heat from the sun and generates electricity to charge it, 상기 태양 에너지를 한 곳으로 모아 높은 열을 만들 수 있는 볼록렌즈;A convex lens capable of gathering the solar energy in one place to create high heat; 상기 볼록 렌즈에서 모아진 열을 이용하여 전기를 생성시키는 발전소자; 및 볼록렌즈 반대편의 면에 방열판과 팬을 부착하여 냉각을 시키고 이를 조절하는 방법으로 온도센서를 부착하고 센서에서 검출한 정보를 CPU가 해석하여 냉각을 조절하고;A generator for generating electricity by using heat collected from the convex lens; And attaching a heat sink and a fan to a surface opposite the convex lens to cool the battery, and attaching a temperature sensor and controlling the cooling by the CPU interpreting the information detected by the sensor. 상기 생성된 전기의 전압을 높이는 승압회로, 안전한 충전을 위한 충전회로, 전기를 축전할 수 있는 2 차 전지 및 과전류 방지 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양열을 이용하여 충전하는 휴대용 충전기.And a booster circuit for increasing the generated voltage, a charging circuit for safe charging, a secondary battery capable of storing electricity, and an overcurrent protection circuit. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 태양 열을 모으는 볼록 렌즈 대신에 발전소자에 다른 형태의 외부열을 가해도 충전되는 것을 더 포함하는 특징으로 하는 태양열을 이용하여 충전하는 휴대용 충전기.A portable charger for charging using solar heat, characterized in that it further comprises being charged even if the other type of external heat to the generator instead of the convex lens to collect the solar heat. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 2 차 전지를 제거하고 휴대폰에 직접 연결하여 휴대폰의 비상용 충전기로 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는 태양열을 이용하여 충전하는 휴대용 충전 기.Removing the secondary battery and directly connected to the mobile phone is a portable charger for charging using solar, characterized in that can be used as an emergency charger of the mobile phone.
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