KR20150056739A

KR20150056739A - 2차 전지를 구비한 충전장치

Info

Publication number: KR20150056739A
Application number: KR1020130139475A
Authority: KR
Inventors: 이원표
Original assignee: 패치웍스 주식회사
Priority date: 2013-11-16
Filing date: 2013-11-16
Publication date: 2015-05-27

Abstract

본 발명은 내부에 축전가능한 2차 전지를 구비하는 충전장치에 관한 것으로, 특히 충전장치에 휴대용 통신기기나 장치를 연결하면 휴대용 통신기기의 2차 전지(제1 배터리)를 충전시키고, 휴대용 통신기기나 휴대용 통신장치가 충전장치에서 분리되면 충전장치는 충전장치내에 내장된 2차 전지(제2 배터리)를 충전시킨다.
본 발명은 외부전원 없이 휴대용 통신기기의 2차 전지를 충전장치내의 2차 전지를 충전할 수 있고, 외부전원이 있는 경우 본 발명의 충전장치를 사용하여 휴대용 통신기기의 2차 전지는 바로 충전할 수 있다.

Description

2차 전지를 구비한 충전장치{CHARGER HAVING RECHAGEABLE BATTERY}

본 발명은 내부에 축전가능한 2차 전지를 구비하는 충전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 충전장치에 휴대용 통신기기를 연결하면 휴대용 통신기기의 2차 전지를 충전시키고, 휴대용 통신기기가 충전장치와 분리되면 충전장치는 충전장치내에 내장된 2차 전지를 충전시켜 외부전원 없이 휴대용 통신기기의 2차 전지를 충전할 수 있는 2차 전지를 구비한 충전장치에 관한 것이다.

MP3, PMP, DNB, 타블렛PC, 네비게이션, 노트북, 카드결제단말기, 각종 휴대용 전자기기나 장치(이하, "휴대용 전자 제품" 이라 함)은 외부에서 사용할 수 있도록 휴대용 전자제품에는 재충전가능한 2차 전지(이하 "배터리"라 함)를 갖추고 있다.

휴대용 통신기기는 통상 2개의 배터리가 제공되는데, 그 중 하나의 배터리는 휴대용 통신기기에 장착되고, 나머지 배터리는 휴대용 통신기기의 배터리 방전시 교체하여 사용하기 위해 항시 만충 상태로 충전이 유지되도록 충전장치에 연결해두고, 필요시 만충된 배터리와 소모된 배터리를 교체하여 휴대용 통신기기를 사용한다.

그러나, 특히 배터리는 만충시까지 많은 시간이 소요되므로 여분의 배터리가 항시 만충 상태로 관리되지는 않는다.

그 이유는, 충전기(이하 "충전장치"라고도 함)가 외부전원에 연결되어 있는 경우 충전장치는 동작전원을 소모하므로 불필요한 전력낭비 요인이 있고, 유사시 누전이나 화제와 같은 대형사고의 원인이 될 수 있는 문제가 있다.

그러므로 외출시 콘센트에서 충전장치를 뽑고 외출하므로 여분의 배터리는 항시 만충 상태로 유지되지 않는 것이다.

일상생활에서 휴대용 통신기기 배터리는 수시로 충전하기도 하지만, 활동이 많은 낮시간에는 옥외에서 배터리를 소모하고 가정으로 귀가하여 취침시 충전하는 것이 보편적인 배터리 관리형태이다.

그리고 배터리 사용량이 많은 사용자는 충전장치를 소지하여 밖에서 배터리를 충전하기도 하지만 배터리는 만충시까지 많은 시간이 소요되므로 대부분의 사용자는 수시로 배터리를 충전하게 되므로 일상생활에서 배터리 충전횟수가 빈번해지는 불편(번거로움)함은 매일 반복되고 있다.

본 발명자는 배터리 충전관리를 줄이고 보다 용이하게 관리될 수 있도록 본 발명을 창안하게 되었고 그 해결책은 본 발명을 통해 제안하고자 한다.

본 발명은 휴대용 통신기기의 내부에 배터리가 내장되어 있거나 탈착식 배터리의 전원을 충전하는 충전하는 충전장치에 있어, 충전장치와 휴대용 통신기기의 배터리가 전기적으로 연결되었을 때 충전장치를 통해 외부전원을 휴대용 통신기기의 배터리로 공급하여 충전할 수 있고, 휴대용 통신기기내의 충전장치가 만충되었을 때 충전장치 내에 내장된 배터리를 충전하여 만충된 상태로 유지하여 외부전원을 사용하지 않고 언제든지 휴대용 통신기기의 배터리를 재충전할 수 있으며, 또한 충전장치와 휴대용 통신기기의 연결이 차단되면 충전장치내에 내장된 배터리가 충전되는 언제든지 휴대용 통신기기를 축전할 수 있는 2차 전지를 구비한 충전장치를 제공하는데 있다.

본 발명에 따른 해결과제는 도 1에 도시된 바와 같이 휴대용 통신기기에 전원을 공급하기 위해 휴대용 통신기기에 연결되는 축전가능한 2차 전지를 충전하는 충전장치에 있어서,

외부전류의 인입여부를 검출하는 전류검출부(10)와, 제1 및 제2 배터리(B1)(B2)의 충전량을 각각 감지하는 과충전방지회로부(30)와, 릴레이(40)와, 선로를 개폐시키기 위한 스위치수단(S1) 및 휴대용 통신기기(200)와 상기 메인선로(C)에 연결되었는지 여부를 센싱하는 아이디 단자 센싱부(50)가 메인선로(C)에 순차적으로 결합되고, 컨트롤러(20)는 전류검출부(10)와, 아이디 단자 센싱부(50)의 신호 유무에 따라 릴레이(40)의 스위치 접점을 제어하여 메인선로를 제1 및 제2 배터리(B1,B2)와 선택적으로 연결하되, 상기 과충전방지회로가 제1 배터리(B1)의 만충이 검출되면, 상기 스위치수단(S1)을 제어하여 메인선로를 차단하여 제1 배터리(B1)로 외부전력의 인입을 차단하고, 상기 과충전방지회로(30)가 제2 배터리(B2)의 만충이 검출되면 검출신호를 컨트롤러(20)로 전달하여 상기 컨트롤러(20)는 릴레이(40)를 제어하여 메인선로(C)가 제1 및 제2 배터리(B1)(B2)와 모두 단락되도록 제어함으로써 구현할 수 있다.

본 발명은 외부전원이 인입되고, 휴대용 통신기기가 충전장치에 연결되면 우선적으로 휴대용 통신기기의 배터리를 충전할 수 있고, 또한 휴대용 통신기기의 배터리가 만충되면 충전장치내의 배터리가 자동 충전되므로, 배터리 충전시 한번에 2개의 배터리를 충전시킬 수 있어 충전횟수를 줄일 수 있는 효과가 있고, 또한 충전장치는 외부전원을 공급받지 않더라도 충전장치에 휴대용 통신기기를 연결하면 충전장치내의 축전된 배터리의 전원으로 휴대용 통신기기의 배터리를 충전시킬 수 있어 바로 휴대용 통신기기를 사용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시한 충전장치의 블럭다이야그램,
도 2는 본 발명에 따른 충전장치에 의해 휴대용 통신기기의 제1 배터리를 축전하는 것을 예시하는 블럭다이야그램,
도 3은 도 2와 유사한 도면으로 충전장치에 의해 제2 배터리를 축전하는 것을 예시한 블럭다이야그램이다.

이하, 본 발명에 따른 축전가능한 배터리를 갖춘 충전장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

이하에서 휴대용 통신기기에 전원을 공급하기 위한 2차 전지는 제1 배터리(B1)로 정의하고, 충전장치속에 내장되어 축전가능한 2차 전지는 제2 배터리(B2)로 정의한다.

상기한 제1 배터리(B1)는 뚜껑이 없는 휴대용 통신기기속에 매립된 매립형 배터리 혹은 뚜껑을 열고 배터리를 휴대용 통신기기속에 넣거나 분리할 수 있는 분리형 배터리를 모두 포괄한다.

또한 제2 배터리는 충전장치속에 매립된 것이거나 충전장치와 탈착가능하게 결합되는 배터리를 모두 포괄한다.

도 1을 참조하면, 도 1은 본 발명에 따른 충전장치의 내부구성을 예시한 블럭다이야그램으로, 도면에서 도면부호 100은 본 발명에 따른 충전장치로서 플러그(P)를 통해 외부전류가 메인선로(c)에 인입되어 메인선로(C)를 따라 흐르게 된다.

도면부호 200은 상기한 충전장치(100)에 컨넥터(도면에는 미도시)로 연결되는 2차 전지를 구비한 휴대용 통신기기이다.

상기한 메인선로(C)에는 전류검출부(10), 과충전방지회로부(30), 릴레이(40) 및 제1스위치수단(S1) 및 아이디 단자(휴대용 통신기기 충전용 컨넥터) 센싱부(50)가 순차적으로 결합되어 있다.

상기한 전류검출부(10)는 외부전류의 인입여부를 검출하여 컨트롤러(20)로 전달한다.

컨트롤러(20)는 전류검출부(10)에 의해 검지(Sensing)된 신호와 휴대용 통신기기(200)의 제1 배터리(B1)의 아이디단자 센싱부(50)에 의해 센싱된 신호를 함께 받는다.

아이디단자 센싱부(50)는 아이디단자(컨넥터 핀)의 센싱저항을 통해 휴대용 통신기기(200)와 충전장치(100)의 접속 유무를 검지하여 그 신호를 컨트롤러(20)로 전달하고, 아이디단자 센싱부(50)에 휴대용 통신기기(200)의 제1 배터리가 연결되어 있지 않으면 센싱부(50)는 센싱신호가 발생되지 않는다.

컨트롤러(20)는 전류검출부(10)와 아이디단자 센싱부(50)의 검출신호에 따라 외부전류가 인입되고 있는지 휴대용 통신기기(200)가 충전장치(100)와 연결되어 있는지를 판단한다.

상기한 과충전방지회로부(30)는 전류검출부(10)를 통해 외부전원에 의해 동작하고, 제1 배터리(B1)와 제2 배터리(B2)와 각각 회로적으로 연결되어 충전량을 각각 검출하여 검출된 신호를 컨트롤러(20)로 전달한다.

상기 과충전방지회로부(30)는 제1 배터리(B1)와 제2 배터리(B2)와 각각의 선로(c1)(c2)로 연결되어 릴레이(40)의 스위치 접점의 개폐상태에 따라 어느 하나의 배터리와 선택적으로 연결된다.

릴레이(40)는 컨트롤러(20)에 의해 제어에 의해 스위치 접점을 개폐하여 메인선로(C)를 따라 흐르는 전류가 제1 배터리(B1) 혹은 제2 배터리(B2) 중 어느 한 쪽으로 흐르게 되고, 외부전류가 인입되지 않는 경우 즉, 평상시에는 릴레이(40)의 스위치 접점은 제2 배터리(B2)와 제1 배터리(B1)를 전기적으로 연결되어 있고, 외부전류가 인입되는 경우 컨트롤러(20)의 제어에 따라 릴레이(40)의 스위치 접점의 제어성태에 따라 외부전류는 제1 배터리(B1) 또는 제2 배터리(B2)로 선택적으로 인입될 수 있다.

도 1에서 도면부호 L1과 L2는 릴레이(40) 스위치 접점의 절체에 의해 전류 흐름이 즉, 선로가 변경되었을 때 점등되는 LED로서, L1은 제1 배터리(B1)에 전원인 인입될 때 점등되고, L2는 제2 배터리(B2)에 전원인 인입될 때 점등되어 휴대용 통신기기(200) 사용자가 충전상태를 확인할 수 있다.

본 발명에 따른 충전장치의 작용 예를 첨부된 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 충전장치에 의해 휴대용 통신기기(200)의 제1 배터리(B1)를 충전하는 것을 예시한 것이고, 도 3은 도 2와 유사한 도면으로 충전장치(100)의 제2 배터리(B2)를 충전하는 것을 예시한 블럭다이야그램이다.

도 2에서 전류검출부(10)와 아이디단자 센싱부(50)에 의해 외부전류와 휴대용 통신기기(200)가 충전장치에 연결된 것을 검지하였을 때 컨트롤러(20)는 아래의 표와 같은 제어를 수행하도록 프로그래밍되어 있다. 아래의 표 1(컨트롤러 제어로직)에서 "○"는 검출이고 "×"는 미검출이다.

	전류검출부 검출여부	아이디단자 센싱부 검출여부	처리
제어 1	○	○	제1 배터리(B1) 충전개시
제어 2	×	○	제2 배터리(B2) 충전개시
제어 3	○	×	제2 배터리(B2) 충전개시
제어 4	×	×	충전장치 작동안함

위 표 1에서 제어 1은 전류검출부(10)와 아이디단자 센싱부(50)에 의해 검출한 신호가 있는 상태로서 이는 외부전류가 충전장치로 인입되고 동시에 휴대용 통신기기(200)가 충전장치(100)에 연결된 상태이므로 컨트롤러(20)는 릴레이(40)에 전기적인 신호를 전달하여 릴레이(40)의 스위치 접점(도면에는 미도시)을 아이디단자 센싱부(50)로 연결함으로써 제1 배터리(B1)는 축전이 개시된다.

제1 배터리(B1)의 축전이 진행되는 동안 과충전방지회로(30)는 제1 배터리(B1)의 충전량을 검지하면서 제1 배터리의 만충이 검출되면 회로적으로 제1스위치수단(S1)을 오프(OFF)시켜 메인선로(C)를 차단함과 동시에 컨트롤러(20)에 회로적 신호를 전달하고, 컨트롤러(20)는 릴레이(40)의 스위치 접점을 제어함으로써 제2 배터리(B2)에 전원이 인입되어 충전된다.

제2 배터리(B2)의 만충이 과충전방지회로(30)에 의해 검출되며, 과충전방지회로(30)에 의해 제2 배터리(B2)의 충전이 만충되었을 때 과충전방지회로(30)는 컨트롤러(20)에 전기적인 신호를 전달하여 릴레이(40)의 스위치 접점이 차단(OFF)되어 외부전류는 제2 배터리(B2)에 인입되지 않는다.

제2 배터리(B2)가 만충된 후 축전이 방전되면, 과충전방지회로(30)의 검지신호에 의해 컨트롤러(20)는 전술한 바와 같이 릴레이(40)의 스위치 접점을 제어하여 제2 배터리(B2)의 재충전이 수행된다.

위와 같은 컨트롤러(20)의 제어기능은 위 표의 제어 3에 해당하는 기능이다.

위 표 1에서 제어 2는 전류검출부(10)가 외부전원의 인입이 없는 상태에서 휴대용 통신기기(200)가 충전장치(100)에 연결된 상태로서, 컨트롤러(20)는 제2 배터리(B2)의 전류를 제1 배터리(B1)로 인입되도록 릴레이(40)를 제어한다.

이때 과충전방지회로(30)는 외부전원에 의해 작동되므로 과충전방지회로(30)는 작동하지 않는다.

상기한 컨트롤러는 전류검출부(10)와, 아이디 단자 센싱부(50)로부터 검출한 신호를 유무에 따라 릴레이(40)의 스위치 접점을 제어하여 외부전류를 제1 및 제2 배터리(B1)(B2)에 선택적으로 연결하는 제1 배터리(B1)를 또는 및 제2 배터리(B2)를 충전되도록 메인선로(C)의 차단여부를 제어한다.

즉, 과충전방지회로(30)가 제1 배터리(B1)의 만충을 검출하면 과충전방지회로는 스위치수단(S1)을 오프(off)시켜 제1 배터리(B1)로 인입되는 외부전력을 차단하고, 과충전방지회로(30)에 의해 제1 배터리(B1)의 만충이 검출되면, 과충전방지회로(30)는 검출신호를 컨트롤러(20)로 신호를 전달하고 컨트롤러(20)는 릴레이(40)의 스위치 접점을 제1 및 제2 배터리(B1,B2)와 전기적으로 연결되지 않도록 제어함으로써 제1 및 제2 배터리를 충전시킬 수 있다.

한편 위 표의 제어 4는 메인선로에 외부전류의 인입이 없고, 휴대용 통신기기(200)가 충전장치(100)에 연결되지 않은 상태이므로 충전장치(100)는 작동할 수 없으며, 도 1 내지 도 3에서 도면부호 L1, L2는 양 제1 배터리(B1,B2)의 충전이 각각 개시될 때 점등되므로 사용자는 충전장치(100)의 L1과 L2의 점등 유무를 통해 현재 어느 배터리가 충전 중인지 직관적으로 확인할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 충전장치(100)는 제1 배터리와 제2 배터리를 모두 축전하므로 외부전류의 인입이 없는 상황에서도 휴대용 통신기기를 충전할 수 있을 뿐만 아니라 휴대용 통신기기의 제1 배터리의 충전시간이 과도한 경우 제2 배터리가 자동으로 충전되므로 한번에 2개의 배터리를 충전시키는 효과가 있어 사용자는 배터리의 충전횟수를 줄일 수 있을 편리함이 있을 뿐만 아니라 배터리 충전관리가 매우 용이해지는 효과가 있다.

물론, 외부에서 외부전원에 본 발명의 충전장치를 연결하면 휴대용 통신기기의 제1 배터리를 즉시 충전시킬 수 있다.

10: 전류검출부 20: 컨트롤러
30: 과충전방지회로부 40: 릴레이
50: 아이디단자 센싱부 B1: 제1 배터리
B2: 제2 배터리 C: 메인선로
L1: LED1 L2: LED2
S1: 제1스위치수단
100: 충전장치
200: 휴대용 통신기기

Claims

휴대용 통신기기에 전원을 공급하기 위해 휴대용 통신기기에 연결되는 축전가능한 2차 전지를 충전하는 충전장치에 있어서,
외부전류의 인입여부를 검출하는 전류검출부(10)와, 제1 및 제2 배터리(B1)(B2)의 충전량을 각각 감지하는 과충전방지회로부(30)와, 릴레이(40)와, 선로를 개폐시키기 위한 스위치수단(S1) 및 휴대용 통신기기(200)와 상기 메인선로(C)에 연결되었는지 여부를 센싱하는 아이디 단자 센싱부(50)가 메인선로(C)에 순차적으로 결합되고, 컨트롤러(20)는 전류검출부(10)와, 아이디 단자 센싱부(50)의 신호 유무에 따라 릴레이(40)의 스위치 접점을 제어하여 메인선로를 제1 및 제2 배터리(B1,B2)와 선택적으로 연결하되, 상기 과충전방지회로가 제1 배터리(B1)의 만충이 검출되면, 상기 스위치수단(S1)을 제어하여 메인선로를 차단하여 제1 배터리(B1)로 외부전력의 인입을 차단하고, 상기 과충전방지회로(30)가 제2 배터리(B2)의 만충이 검출되면 검출신호를 컨트롤러(20)로 전달하여 상기 컨트롤러(20)는 릴레이(40)를 제어하여 메인선로가 제1 및 제2 배터리(B1)(B2)와 모두 단락되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 2차 전지를 구비한 충전장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 배터리 및 제2 배터리에 외부전원이 선택적으로 인입될 때, 인입되는 전원에 의해 점등되는 LED1과 LED2가 더 마련된 것을 특징으로 하는 2차 전지를 구비한 충전장치.