KR20160027752A

KR20160027752A - 전력 교환 장치 및 이를 포함하는 휴대용 전자기기 충전 시스템

Info

Publication number: KR20160027752A
Application number: KR1020140116269A
Authority: KR
Inventors: 김지은; 정경환
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2014-09-02
Filing date: 2014-09-02
Publication date: 2016-03-10

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전력 교환 장치는, 전력을 공급해주는 제1 전자기기에 연결되는 제1 커넥터; 전력을 공급 받는 제2 전자기기에 연결되는 제2 커넥터; 및 상기 제1 커넥터와 제2 커넥터 사이에 연결되어 상기 제1 전자기기로부터 제2 전자기기로의 충전이 설정된 양만큼 이루어지도록 하는 장치 본체; 를 포함한다.

Description

전력 교환 장치 및 이를 포함하는 휴대용 전자기기 충전 시스템{Power exchanging device and Portable electronic device charging system comprising the same}

본 발명은 전력 교환 장치 및 이를 포함하는 휴대용 전자기기 충전 시스템에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 이차전지가 장착된 상태의 휴대폰 등의 휴대용 전자기기 사이에서 직접 전력을 교환할 수 있도록 하는 전력 교환 장치 및 이를 포함하는 휴대용 전자기기 충전 시스템에 관한 것이다.

휴대폰으로 대표되는 다양한 휴대용 전자기기들은 통상적으로 반복적인 충방전이 가능한 이차전지를 내장하고 있거나, 이차전지가 탈부착 가능한 형태를 가지며, 이러한 이차전지로부터 전력을 공급 받아 동작하게 된다.

휴대용 전자기기의 장점은 휴대가 간편하여 이동하면서 기기를 자유롭게 사용할 수 있다는 점인데, 전력을 공급하는 이차전지는 일정시간 사용 후 반드시 재충전이 필요하므로 장시간 외부 활동을 해야 하는 경우에는 충전에 필요한 도구를 지니고 다녀야 하는 불편함이 있을 수 있다.

이러한 불편함은, 최근의 이차전지 기술의 급속한 발달에 따라 이차전지의 용량이 매우 커짐으로써 어느 정도 해소되고는 있으나, 전자기기의 성능 향상과 함께 요구되는 전력이 증가함에 따라 이차전지의 용량을 늘리는 것만으로는 어느 정도 한계가 있다.

특히, 예를 들어, 휴대폰을 사용하는 경우에 있어서 충전기나 여분의 배터리를 준비하지 못한 상황에서 휴대폰 배터리가 완전히 방전되었을 때 업무상 등의 이유로 급한 연락이 불가능한 상황을 맞이함으로써 불안감과 불편함을 느끼는 사용자들이 많다.

따라서, 이차전지의 성능 향상을 위한 연구와는 별개로 휴대용 전자기기의 긴급한 사용을 위해 전력을 용이하게 수급 받을 수 있도록 하는 기술에 대한 개발 필요성이 대두되고 있는 실정이다.

본 발명은 상술한 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 휴대용 전자기기를 사용하던 중에 긴급히 전력 수급이 필요한 경우에 손쉽게 전력을 공급 받을 수 있도록 하는 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.

다만, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 교환 장치는, 전력을 공급해주는 제1 전자기기에 연결되는 제1 커넥터; 전력을 공급 받는 제2 전자기기에 연결되는 제2 커넥터; 및 상기 제1 커넥터와 제2 커넥터 사이에 연결되어 상기 제1 전자기기로부터 제2 전자기기로의 충전이 설정된 양만큼 이루어지도록 하는 장치 본체; 를 포함한다.

상기 제1 커넥터 및 제2 커넥터 중 적어도 어느 한 종류의 커넥터는 서로 다른 형태의 커넥터 핀을 구비하는 복수 개의 커넥터를 포함할 수 있다.

상기 장치 본체는, 상기 제1 전자기기 및 제2 전자기기 사이의 충전 목표량을 설정하는 충전량 설정 유닛; 설정된 상기 충전 목표량에 관한 정보를 실제 충전량과 비교하여 비교결과에 따라 제어신호를 출력하는 제어 유닛; 및 상기 제어신호에 따라 상기 제1 커넥터와 제2 커넥터 사이의 충전전류의 흐름을 허용 또는 차단하는 스위칭 유닛;을 포함할 수 있다.

상기 제어 유닛은, 상기 제1 전자기기 및 제2 전자기기 중 적어도 어느 하나로부터 상기 실제 충전량에 관한 정보를 수신할 수 있다.

상기 제어 유닛은, 상기 제1 커넥터와 제2 커넥터 사이에 흐르는 충전전류의 양을 이용하여 상기 실제 충전량을 직접 산출할 수 있다.

상기 장치 본체는, 충전 개시, 충전 종료 및 잔여 충전 시간 중 적어도 어느 하나를 디스플레이 하는 디스플레이 유닛을 포함할 수 있다.

상기 제1 커넥터 및 제2 커넥터는 케이블에 의해 상기 장치 본체와 연결될 수 있다.

상기 제1 커넥터 및 제2 커넥터는 상기 장치 본체에 직접 설치될 수 있다.

한편, 상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 전자기기 충전 시스템은, 상술한 전력 교환 장치 및 상기 전력 교환 장치에 구비된 제1 커넥터와 제2 커넥터에 각각 연결되는 제1 전자기기 및 제2 전자기기를 포함한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 별도의 충전장치를 휴대하거나 여분의 배터리를 소지하고 있지 않더라도, 사용 중인 휴대용 전자기기의 배터리 전력이 모두 소모되었을 때, 손쉽게 전력을 수급 받아 전자기기를 사용할 수 있게 된다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 휴대용 전자기기 간의 전력 교환 시에 원하는 양만큼 전력을 교환할 수 있게 된다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 교환 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 교환 장치를 나타내는 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 교환 장치에 적용되는 장치 본체의 예시적인 구현 형태를 나타내는 회로도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 교환 장치에 적용되는 커넥터 핀의 형태를 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일부 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

먼저, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 교환 장치(100)의 개략적인 구성을 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 교환 장치를 나타내는 블록도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 교환 장치를 나타내는 개념도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 교환 장치(100)는 휴대용 전자기기 사이를 전기적으로 연결하여 서로 간에 전력 교환을 가능하게 하는 것으로서, 장치 본체(10), 제1 커넥터(20) 및 제2 커넥터(30)를 포함하는 형태로 구현될 수 있다.

상기 장치 본체(10)는 휴대용 전자기기(D1,D2) 사이에 연결되어 사용자에 의해 설정된 목표 충전량 만큼 전자기기(D1,D2) 사이에서의 전력 교환이 이루어지도록 한다.

상기 제1 커넥터(20) 및 제2 커넥터(30)는 각각 전력을 공급해주는 제1 전자기기(D1) 및 전력을 공급 받는 제2 전자기기(D2)에 연결되며, 상기 장치 본체(10)는 이러한 제1 커넥터(20) 및 제2 커넥터(30) 사이에 연결된다.

상기 제1 커넥터(20)와 제2 커넥터(30)는 적용되는 휴대용 전자기기의 종류에 따라서 해당 전자기기의 단자와 대응되는 형상의 핀(pin)을 구비할 수 있다.

또한, 상기 제1 커넥터(20)와 제2 커넥터(30)는 각각 케이블(C)을 통해 장치 본체(10)와 연결되거나(도 2 참조), 또는 장치 본체(10) 자체에 직접 설치될 수 있다(도 3 참조).

한편, 본 발명에 있어서, 상기 휴대용 전자기기(D1, D2)는, 예를 들어 휴대폰이나 테블릿 PC 등과 같은 기기를 총칭하는 것으로서, 반복적으로 충방전이 가능한 배터리가 장착된 상태로 기기의 단자를 통해 충방전이 가능한 구조를 갖는 전자기기라면 제한 없이 본 발명에 적용이 가능하다.

다음은, 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 교환 장치(100)에 적용된 장치 본체(10)의 구체적인 구현 예를 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 교환 장치에 적용되는 장치 본체의 예시적인 구현 형태를 나타내는 회로도이다.

도 4를 참조하면, 상기 장치 본체(10)는 충전량 설정 유닛(11), 제어 유닛(12) 및 스위칭 유닛(13)을 포함할 수 있으며, 선택적으로 디스플레이 유닛(14)을 더 포함할 수도 있다.

충전량 설정 유닛(11)은 제1 전자기기(D1) 및 제2 전자기기(D2) 사이의 충전 목표량을 설정하기 위해 구비되는 것으로서, 사용자가 다이얼, 버튼 등을 이용하여 충전 목표량을 입력 할 수 있도록 구현될 수 있다.

충전 목표량은, 충전 전력을 제공하는 전자기기(D1)의 SOC 또는 충전 전력을 제공 받는 전자기기(D2)의 SOC를 기준으로 하여 설정될 수 있다. 좀 더 구체적으로 예를 들면, 사용자는 충전량 설정 유닛(11)의 조작을 통해 SOC 90%를 나타내는 전자기기(D1)가 SOC 60%가 될 때까지 충전이 지속되도록 설정하거나, 또는 SOC 20%를 나타내는 전자기기(D2)가 SOC 50%가 될 때까지 충전이 지속되도록 설정함으로써 원하는 시점까지만 충전이 진행되도록 할 수 있다.

다만, 상기 제1 전자기기(D1)의 단자에서 측정되는 배터리 전압이 제2 전자기기(D2)의 단자에서 측정되는 배터리 전압보다 높아야 충전전류가 제1 전자기기(D1) 측으로부터 제2 전자기기(D2) 측으로 흐를 수 있으므로, 충전 도중에 제1 전자기기(D1) 측의 전압이 제2 전자기기(D2) 측의 전압과 같아지게 되면 충전은 중단될 수 있다.

상기 제어 유닛(12)은 충전량 설정 유닛(11)에 의해 설정된 충전 목표량에 관한 정보를 실제 진행된 충전량과 비교하고 비교 결과에 따라 제어신호를 출력한다.

즉, 상기 제어 유닛(12)은 양 커넥터(10,20)에 전자기기(D1,D2)가 접속되어 충전이 시작되면 충전 목표량과 실제 충전량을 비교하여 실제 충전량이 충전 목표량에 도달하면 충전 전류의 흐름을 차단하도록 하는 제어신호를 출력하게 된다.

이러한 제어 유닛(12)은 제1 전자기기(D1) 및/또는 제2 전자기기(D2)에 구비된 제어 유닛으로부터 전자기기에 구비된 배터리의 방전량 또는 충전량에 관한 정보를 수신하거나, 또는 커넥터(10,20) 사이를 연결하는 회로를 통해 흐른 전류를 구간 적산함으로써 직접 실제 충전량을 산출해낼 수도 있다.

상기 제어 유닛(12)이 전류 적산법 등을 이용하여 실제 충전량을 직접 산출하도록 구성된 경우, 상기 장치 본체(10)를 구성하는 회로 상에는 전류의 측정을 위한 센싱 저항(r)이 설치될 수 있다.

상기 스위칭 유닛(13)은 제어 유닛(12)에서 출력되는 제어 신호에 따라 스위칭 동작을 수행함으로써 장치 본체(10)를 구성하는 회로 상에 충전 전류가 흐르거나 흐르지 않도록 한다.

즉, 상기 스위칭 유닛(13)은, 양 커넥터(20,30)에 전자기기(D1, D2)가 각각 접속되어 충전이 개시된 이 후에 실제 충전량이 목표 충전량에 도달하는 경우, 제어 유닛(12)으로부터 출력된 충전 중단 제어 신호에 따라 스위치 오프(off) 동작을 수행할 수 있다.

한편, 상기 장치 본체(10)에 구비된 회로 상에는 과도한 충전의 진행 시에 과도하게 큰 전류가 흐르는 것을 방지하기 위해 소정의 저항 값을 갖는 과전류 방지 저항(R)이 설치될 수 있다.

상기 디스플레이 유닛(14)은, 충전 개시, 충전 종료 및 목표 충전량에 도달하기까지 걸리는 잔여 충전 시간 등을 디스플레이 할 수 있는데, 이러한 다양한 정보들은 제어 유닛(12)에서 출력된 제어신호에 따라 디스플레이 될 수 있다.

다음은, 도 5를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 교환 장치(100)를 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 교환 장치에 적용되는 커넥터 핀의 형태를 나타내는 도면이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 교환 장치는, 앞서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 교환 장치(100)와 비교하여 커넥터(20,30)의 구성에 있어서 일부 차이가 있을 뿐, 다른 구성요소들은 실질적으로 동일하다. 따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 교환 장치를 설명함에 있어서 앞선 실시예와 실질적으로 동일한 구성요소들에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 하며, 차이가 있는 부분에 대해서만 구체적으로 설명을 하기로 한다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 교환 장치는, 충전 전력을 공급하는 전자기기 측에 연결되는 제1 커넥터(20) 및/또는 충전 전력을 공급 받는 전자기기 측에 연결되는 제2 커넥터(30)가 복수의 커넥터를 구비하는 형태로 구현된다.

즉, 상기 휴대용 전자기기가 휴대폰인 경우를 예로 들면, 통상적으로 휴대폰의 제조사, 모델 등에 따라 단자의 형상이 차이가 있을 수 있는데, 전력 교환 장치에 구비된 커넥터의 핀(P) 형상이 전자기기 측의 단자와 일치하지 않는 경우 전자기기와 전력 교환 장치 간의 전력 라인 및 통신 라인이 정확히 연결되지 않을 수 있다.

따라서, 상기 전력 교환 장치에 구비된 제1 커넥터(21,22) 및/또는 제2 커넥터(31,32)가 복수 개 구비되고, 동일 측에 구비된 커넥터 상호 간에는 서로 다른 형태의 핀(P) 형상을 갖는 경우 본 발명에 따른 전력 교환 장치를 다양한 전자기기에 적용할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 전력 교환 장치는 별도의 충전 장치가 없는 상황에서도 휴대용 전자기기 상호 간의 전력 교환을 통해 배터리의 SOC(state of charge)가 부족한 전자기기를 충전할 수 있도록 함으로써 급작스러운 배터리 방전에 의해 휴대용 전자기기를 사용할 수 없게 되는 불편함을 방지할 수 있다.

더욱이, 본 발명에 따른 전력 교환 장치는, 사용자가 원하는 만큼만 충전이 이루어질 수 있도록 설정이 가능하여 전력을 공급해주는 전자기기 측의 배터리 잔량이 지나치게 부족해지는 현상을 방지할 수 있으며, 충전 진행 상황을 사용자가 알 수 있어 사용자의 편의를 도모할 수 있다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

100: 전력 교환 장치
D1: 제1 전자기기 D2: 제2 전자기기
10: 장치 본체
11: 충전량 설정 유닛 12: 제어 유닛
13: 스위칭 유닛 14: 디스플레이 유닛
R: 과전류 방지 저항 r: 센싱 저항
C: 케이블
20: 제1 커넥터
30: 제2 커넥터
P: 커넥터 핀

Claims

전력을 공급해주는 제1 전자기기에 연결되는 제1 커넥터;
전력을 공급 받는 제2 전자기기에 연결되는 제2 커넥터; 및
상기 제1 커넥터와 제2 커넥터 사이에 연결되어 상기 제1 전자기기로부터 제2 전자기기로의 충전이 설정된 양만큼 이루어지도록 하는 장치 본체;
를 포함하는 전력 교환 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 커넥터 및 제2 커넥터 중 적어도 어느 한 종류의 커넥터는 서로 다른 형태의 커넥터 핀을 구비하는 복수 개의 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 교환 장치.
제1항에 있어서,
상기 장치 본체는,
상기 제1 전자기기 및 제2 전자기기 사이의 충전 목표량을 설정하는 충전량 설정 유닛;
설정된 상기 충전 목표량에 관한 정보를 실제 충전량과 비교하여 비교결과에 따라 제어신호를 출력하는 제어 유닛; 및
상기 제어신호에 따라 상기 제1 커넥터와 제2 커넥터 사이의 충전전류의 흐름을 허용 또는 차단하는 스위칭 유닛;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 교환 장치.
제3항에 있어서,
상기 제어 유닛은,
상기 제1 전자기기 및 제2 전자기기 중 적어도 어느 하나로부터 상기 실제 충전량에 관한 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 전력 교환 장치.
제3항에 있어서,
상기 제어 유닛은,
상기 제1 커넥터와 제2 커넥터 사이에 흐르는 충전전류의 양을 이용하여 상기 실제 충전량을 직접 산출하는 것을 특징으로 하는 전력 교환 장치.
제3항에 있어서,
상기 장치 본체는,
충전 개시, 충전 종료 및 잔여 충전 시간 중 적어도 어느 하나를 디스플레이 하는 디스플레이 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 교환 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 커넥터 및 제2 커넥터는 케이블에 의해 상기 장치 본체와 연결되는 것을 특징으로 하는 전력 교환 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 커넥터 및 제2 커넥터는 상기 장치 본체에 직접 설치되는 것을 특징으로 하는 전력 교환 장치.
전력을 공급해주는 제1 전자기기;
상기 제1 전자기기로부터 전력을 공급 받는 제2 전자기기; 및
상기 제1 전자기기에 연결되는 제1 커넥터, 상기 제2 전자기기에 연결되는 제2 커넥터 및 상기 제1 커넥터와 제2 커넥터 사이에 연결되어 상기 제1 전자기기로부터 제2 전자기기로의 충전이 설정된 양만큼 이루어지도록 하는 장치 본체;
를 포함하는 전자기기 충전 시스템.
제9항에 있어서,
상기 제1 커넥터 및 제2 커넥터 중 적어도 어느 한 종류의 커넥터는 서로 다른 형태의 커넥터 핀을 구비하는 복수 개의 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기기 충전 시스템.
제9항에 있어서,
상기 장치 본체는,
상기 제1 전자기기 및 제2 전자기기 사이의 충전 목표량을 설정하는 충전량 설정 유닛;
설정된 상기 충전 목표량에 관한 정보를 실제 충전량과 비교하여 비교결과에 따라 제어신호를 출력하는 제어 유닛; 및
상기 제어신호에 따라 상기 제1 커넥터와 제2 커넥터 사이의 충전전류의 흐름을 허용 또는 차단하는 스위칭 유닛;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기기 충전 시스템.
제11항에 있어서,
상기 제어 유닛은,
상기 제1 전자기기 및 제2 전자기기 중 적어도 어느 하나로부터 상기 실제 충전량에 관한 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 전자기기 충전 시스템.
제11항에 있어서,
상기 제어 유닛은,
상기 제1 커넥터와 제2 커넥터 사이에 흐르는 충전전류의 양을 이용하여 상기 실제 충전량을 직접 산출하는 것을 특징으로 하는 전자기기 충전 시스템.
제11항에 있어서,
상기 장치 본체는,
충전 개시, 충전 종료 및 잔여 충전 시간 중 적어도 어느 하나를 디스플레이 하는 디스플레이 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기기 충전 시스템.
제9항에 있어서,
상기 제1 커넥터 및 제2 커넥터는 케이블에 의해 상기 장치 본체와 연결되는 것을 특징으로 하는 전자기기 충전 시스템.
제9항에 있어서,
상기 제1 커넥터 및 제2 커넥터는 상기 장치 본체에 직접 설치되는 것을 특징으로 하는 전자기기 충전 시스템.