KR20190129743A

KR20190129743A - 전력 공급 장치

Info

Publication number: KR20190129743A
Application number: KR1020190054280A
Authority: KR
Inventors: 박용진
Original assignee: 박용진
Priority date: 2018-05-10
Filing date: 2019-05-09
Publication date: 2019-11-20
Also published as: KR102264901B1

Abstract

본 발명은 전력 공급 장치에 관한 것이다.
본 발명은 전동 의료기기에 전력을 공급하는 전력 공급 장치에 있어서, 상기 전동 의료기기에 전력을 공급하기 위해 충방전이 가능한 배터리와; 상기 배터리의 전력을 공급받은 상기 전동 의료기기의 충전 상황을 디스플레이하는 디스플레이부와; 상기 전력 공급 장치에 전원을 공급하여 상기 배터리를 충전하도록 전원 케이블, 제1 충전 단자 및 제2 충전 단자를 포함하여 된 전원 단자부와; 상기 전동 의료기기에 전기적으로 연결되어 상기 배터리를 충전하도록 하는 연결 케이블과, 과부하 스위치, 퓨즈 및 전자 디바이스 연결단자부를 포함하여 된 단자부와; 상기 단자부의 전기적인 연결 상태를 감지하여 상기 단자부의 동작을 제어하고, 상기 배터리의 전력에 대한 전기 연결 단자 및 연결 케이블로의 공급을 제어하는 제어부와; 상기 제어부에 의해 상기 배터리를 충전시키거나 방전시킬 수 있도록 하는 충/방전부와; 상기 제어부의 제어 하에 상기 배터리를 보호하는 동작을 수행하고, 상기 배터리에 대한 과충전 보호 기능, 과방전 보호 기능, 과전류 보호 기능, 과전압 보호 기능, 과열 보호 기능, 셀 밸런싱 기능을 수행하는 보호부;를 포함하는 전력 공급 장치를 제공한다.

Description

전력 공급 장치{APPARATUS FOR SUPPLYING POWER}

본 발명은 전력 공급 장치에 관한 것이다.

거동 또는 이동이 불편하거나 하체 기능이 원활하지 않은 비장애인, 장애인, 노인 등은 생활의 편의를 위하여 전동차, 전기차, 휠체어, 스쿠터 등의 이동보조 의료기기를 사용한다.

이들은 상기한 이동보조 의료기기를 사용함으로써 다른 사람의 도움 없이 원하는 장소로 이동할 수 있다.

이러한 이동보조 의료기기는 탑승자가 손으로 휠을 돌려서 이동하는 수동 이동보조 의료기기와, 전기의 힘으로 모터를 구동하여 이동하는 전동 이동보조 의료기기(이하, 전동 의료기기라 한다.)가 있다.

그리고 전동 의료기기에 내장되어 전기를 공급하는 배터리가 방전되는 경우, 배터리를 충전하지 않는 이상 전동 의료기기는 정지하게 된다.

이와 같은 배터리 방전이 발생하면 무거운 전동 의료기기를 수동으로 이동시켜 배터리를 충전할 수 있는 장소로 이동해야 하는 불편한 문제점이 있다.

한편, 후술하는 본 발명에 따른 전력 공급 장치의 선행기술로, 공개특허 제10-2015-0049024호(2015년 05월 08일, 공개)에는 전동휠체어의 배터리 모니터링 시스템이 개시되어 있다.

하지만, 상기한 선행기술은, 후술하는 본 발명과는 달리, 단순히 이동 평균 필터와 룩업테이블을 통해, 사용자에게 정확한 배터리 잔량 정보를 전달할 수 있는 배터리 모니터링 시스템을 제공할 뿐이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 전동 의료기기의 배터리를 충전하고, 비상시 임시 배터리의 역할을 수행하며, 하나 이상의 연결 단자를 구비하여 전동 의료기기 이외에 전자 디바이스를 충전하도록 한 전력 공급 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전력 공급 장치는,

전동 의료기기에 전력을 공급하는 전력 공급 장치에 있어서,

상기 전동 의료기기에 전력을 공급하기 위해 충방전이 가능한 배터리와;

상기 배터리의 전력을 공급받은 상기 전동 의료기기의 충전 상황을 디스플레이하는 디스플레이부와;

상기 전력 공급 장치에 전원을 공급하여 상기 배터리를 충전하도록 전원 케이블, 제1 충전 단자 및 제2 충전 단자를 포함하여 된 전원 단자부와;

상기 전동 의료기기에 전기적으로 연결되어 상기 배터리를 충전하도록 하는 연결 케이블과, 과부하 스위치, 퓨즈 및 전자 디바이스 연결단자부를 포함하여 된 단자부와;

상기 단자부의 전기적인 연결 상태를 감지하여 상기 단자부의 동작을 제어하고, 상기 배터리의 전력에 대한 전기 연결 단자 및 연결 케이블로의 공급을 제어하는 제어부와;

상기 제어부에 의해 상기 배터리를 충전시키거나 방전시킬 수 있도록 하는 충/방전부와;

상기 제어부의 제어 하에 상기 배터리를 보호하는 동작을 수행하고, 상기 배터리에 대한 과충전 보호 기능, 과방전 보호 기능, 과전류 보호 기능, 과전압 보호 기능, 과열 보호 기능, 셀 밸런싱 기능을 수행하는 보호부;를 포함하되,

상기 제어부는, 상기 단자부의 감지 결과 상기 전동 의료기기가 연결되었다고 판단하면, 상기 전동 의료기기에 전력을 공급하여 상기 전동 의료기기가 충전되도록 하며, 상기 전동 의료기기의 충전 상황을 상기 디스플레이부에 출력하며,

또한, 상기 제어부는, 상기 배터리의 상태 정보를 모니터링 하여 상기 보호부의 동작을 제어하는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 단자부의 감지 결과 상기 전동 의료기기 및 전자 디바이스가 동시에 연결되었다고 판단한 경우, 상기 전동 의료기기 및 상기 전자 디바이스 각각에 서로 다른 전력을 공급하여 상기 전동 의료기기 및 상기 전자 디바이스가 충전되도록 하며, 상기 전동 의료기기 및 상기 전자 디바이스의 충전 상황을 상기 디스플레이부에 출력한다.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 배터리에 과충전, 과방전, 과전류, 및 고온과 같은 이상 상황이 발생하였음을 감지하는 경우, 충전 스위치 또는 방전 스위치를 개방하여 상기 배터리를 보호하거나, 상기 과부하 스위치 또는 상기 퓨즈를 동작시켜 전기 회로를 차단한다.

본 발명에 있어서, 상기 연결 케이블을 권취하는 권취부를 더 포함하되, 상기 권취부는 상기 제어부의 제어 하에 상기 연결 케이블을 권취한다.

본 발명에 있어서, 상기 전력 공급 장치는, 상기 전동 의료기기에 탈부착 가능하게 구비된다.

본 발명에 있어서, 상기 충/방전부는, 상기 배터리 충전시에 충전 스위치는 턴 온 되고, 방전 스위치는 턴 오프 되며, 상기 배터리 방전시에 상기 충전 스위치는 턴 오프 되고, 상기 방전 스위치는 턴 온 된다.

본 발명에 있어서, 상기 제어부의 제어 하에 압축 공기를 제공하는 컴프레서를 더 포함하되, 상기 컴프레서는, 상기 전력 공급 장치에 구비된 공기 주입기를 통해 상기 전동 의료기기에 구비된 타이어에 압축 공기를 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 과부하 스위치 및 상기 퓨즈는, 상기 전력 공급 장치가 과부하 상태가 되면, 상기 제어부의 제어에 의해 내부 전기 회로의 손상을 방지하기 위해 전기 회로를 차단하고, 상기 전력 공급 장치의 과부하 상태는 상기 제어부의 제어에 의해 상기 디스플레이부를 통하여 디스플레이 된다.

본 발명에 있어서, 상기 전자 디바이스 연결단자부는, 16V 내지 20V의 충전 전압을 제공하는 제1 연결 단자와; 5V의 충전 전압을 제공하는 제2 연결 단자와; 상기 전력 공급 장치에 전자 디바이스가 연결되어 충전 중 또는 충전이 완료된 경우, 턴 온 되어 충전 중 또는 충전이 완료된 상태를 표시하는 제1 표시기 및 제2 표시기;를 포함하여 된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 전력 공급 장치에 구비된 연결 케이블을 전동의료기기에 연결하여 배터리를 충전할 수 있다.

또한, 전력 공급 장치가 전동 의료기기로부터 착탈이 가능하여 전동 의료기기의 배터리가 방전되더라도 그 자리에서 전력 공급 장치를 이용하여 배터리를 충전할 수 있어, 배터리 방전의 불안감을 해소할 수 있다.

또한, 전력 공급 장치를 이용하여 전동 의료기기의 충전 및 충전 중 이동이 가능하여 배터리 방전의 불안감을 해소할 수 있다.

또한, 전력 공급 장치에 하나 이상의 연결 단자를 구비하여 전동 의료기기 이외에 전자 디바이스를 충전하여 사용자에게 편리함을 줄 수 있다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 공급 장치의 외관도를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 공급 장치 내부의 전기 회로에 대한 블록도를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 공급 장치의 활용 예를 도시한 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 하고, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 도면번호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 공급 장치의 외관도를 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 전력 공급 장치(100)의 외관은 전원 단자부(110), 전동 의료기기에 연결되는 연결 케이블(120), 전원 스위치(131), 과부하 스위치(132), 퓨즈(133), 전기 연결 단자(140), 전자 디바이스 연결단자부(150), 디스플레이부(160) 및 열 방출구(170)를 포함한다.

본 실시예에서 전동 의료기기는 전동차, 전기차, 휠체어, 스쿠터 등을 포함할 수 있으며, 수동 의료기기를 개조한 개조 의료기기 또한 이에 포함될 수 있다.

도 1에 도시된 전력 공급 장치(100)의 제1 측면은, 전력 공급 장치(100)에 전원을 공급하는 전원 단자부(110)를 포함할 수 있다.

이러한 전원 단자부(110)는 전원 케이블(111), 제1 충전 단자(112) 및 제2 충전 단자(113)를 포함할 수 있다.

상기 전원 케이블(111)의 플러그가 단자 박스(미도시)에 전기적으로 연결된 콘센트(미도시)에 삽입되면, 전력 공급 장치(100)를 동작시킬 수 있는 전원을 공급받을 수 있다.

그리고 전력 공급 장치(100)가 전원을 공급받아 동작하게 되면, 배터리(도 4의 193)를 충전하거나, 배터리(193)의 전력을 전동 의료기기(도 5의 210,230) 및/또는 전자 디바이스(도 5의 300,400)에 공급하여, 전동 의료기기(210,230) 및/또는 전자 디바이스(300,400)를 충전할 수 있다.

여기에서, 배터리(193)의 용량은 늘어나거나 줄어들 수 있다. 예를 들어, 사용자가 종전의 배터리(193)를 전력 공급 장치(100)로부터 분리하고, 종전의 배터리(193)와는 다른 용량의 새로운 배터리(193)를 전력 공급 장치(100)에 삽입함으로써 배터리(193)의 용량이 늘어나거나 줄어들 수 있다.

상기 제1 충전 단자(112) 및 제2 충전 단자(113)는 전력 공급 장치(100)에 전력을 공급하도록, 즉 전력 공급 장치(100)의 배터리(193)를 충전하도록 외부의 다른 전력 공급 장치(미도시) 및 전력 공급 장치(100)를 전기적으로 연결할 수 있다.

외부의 다른 전력 공급 장치의 종류에 따라 제1 충전 단자(112) 및 제2 충전 단자(113) 이외에도 추가적인 충전 단자들이 더 구비되어 충전 단자를 통하여 전력 공급 장치(100)에 전력을 공급하도록 할 수도 있다.

도 2에 도시된 전력 공급 장치(100)의 제2 측면은, 전동 의료기기(210,230)에 연결되는 연결 케이블(120), 전원 스위치(131), 과부하 스위치(132), 퓨즈(133)를 포함할 수 있다.

상기 연결 케이블(120)은 전동 의료기기(210,230)에 전기적으로 연결되어 전동 의료기기(210,230)의 배터리(도 5의 220,240)를 충전할 수 있는 전동 의료기기(210,230) 전용 연결 케이블이라 할 수 있다.

전동 의료기기(210,230)에 연결되는 연결 케이블(120)의 소켓은 어느 하나로 한정되지 않고, 전동 의료기기(210,230)의 연결 단자 종류에 따라 교체할 수 있다.

상기 전원 스위치(131)는 전력 공급 장치(100)를 동작시키기 위해 입력할 수 있다.

전원 스위치(131)가 턴 온 되면 전력 공급 장치(100)는 전동 의료기기(210,230) 및 전자 디바이스(300,400)를 충전할 전력을 공급할 수 있고, 전력 공급 장치(100)의 배터리(193)를 충전할 수도 있다.

상기 과부하 스위치(132) 및 퓨즈(133)는 전력 공급 장치(100)가 과부하 상태가 되면, 내부 전기 회로의 손상을 방지하기 위해 전기 회로를 차단하는 역할을 수행할 수 있다.

전력 공급 장치(100)의 과부하 상태는 디스플레이부(160)를 통하여 디스플레이될 수 있으며, 이를 인지한 사용자는 과부하 스위치(132) 또는 퓨즈(133)를 입력하여 전기 회로의 동작을 인위적으로 차단시킴으로써 전기 회로의 손상을 방지할 수 있다.

또한, 내부적으로 전력 공급 장치(100)의 과부하 상태를 판단한 제어부(도 4의 191)는 사용자의 입력이 없더라도 과부하 스위치(132) 또는 퓨즈(133)를 동작시켜 전기 회로의 동작을 인위적으로 차단시킬 수도 있다.

도 1 및 도 2에 도시된 전력 공급 장치(100)의 정면은, 전기 연결단자(140), 전자 디바이스 연결단자부(150), 디스플레이부(160) 및 열 방출구(170)를 포함할 수 있다.

전기 연결 단자(140)는 220V 콘센트로, 일반 전기 사용 목적으로 사용될 수 있다. 어느 한 전기 디바이스가 전기 연결 단자(140)에 연결된 경우, 전기 디바이스에 전원을 공급하여 전기 디바이스가 동작하도록 할 수 있다.

예를 들어, 상기 어느 한 전기 디바이스가 커피포트인 경우, 커피포트가 전기 연결 단자(140)에 연결되면, 커피포트 내의 액체를 가열하도록 전원을 공급할 수 있다.

상기 전자 디바이스 연결단자부(150)는 다양한 전자 디바이스에 전력을 공급하여 내부 배터리(미도시)를 충전할 수 있다.

여기서, 전자 디바이스는, 노트북(도 5의 300), 스마트폰(도 5의 400), 태블릿 PC, 스마트 TV, 휴대폰, PDA(personal digital assistant), 랩톱, 미디어 플레이어, 마이크로 서버, GPS(global positioning system) 장치, 전자책 단말기, 디지털방송용 단말기, 내비게이션, 키오스크, MP3 플레이어, 디지털 카메라, 가전기기 및 기타 모바일 또는 비모바일 컴퓨팅 장치일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

또한, 전자 디바이스는 통신 기능 및 데이터 프로세싱 기능을 구비한 시계, 안경, 헤어밴드 및 반지 등의 웨어러블 단말기 일 수 있다.

이러한 전자 디바이스는 상술한 내용에 제한되지 아니하며, 내부에 배터리를 구비한 디바이스는 제한 없이 차용될 수 있다.

그리고 상기 전자 디바이스 연결단자부(150)는 제1 연결 단자(151) 내지 제3 연결단자(153)를 포함할 수 있으며, 이에 제한되지 않고, 다양한 종류의 연결 단자가 제한 없이 차용될 수 있다.

상기 제1 연결 단자(151)는 노트북(300)을 충전하기 위해 16V 내지 20V의 충전 전압을 제공하기 위해 구성될 수 있고, 상기 제2 연결 단자(152)는 스마트폰(400)을 충전하기 위해 5V의 충전 전압을 제공하기 위해 구성될 수 있다.

이러한 제1 연결 단자(151) 내지 제3 연결 단자(153)의 충전 전압은 전자 디바이스의 종류에 따라 충전이 용이하게 이루어질 수 있다면, 특별히 제한되지 않지만, 일반적으로 널리 이용되고 있는 모바일 기기로서 노트북 패드 및 스마트폰 등의 전자 디바이스 충전에 주로 사용되는 것을 고려하면, 5V이거나 또는 16V 내지 20V의 범위에서 선택되는 것이 바람직하다.

한편, 다양한 전자 디바이스에 USB 단자가 형성되어 있는 점을 고려할 때, 본 발명의 적용 범위를 확대하기 위하여, 제1 연결 단자(151) 및 제2 연결단자(152)는 USB 포트(port) 구조로 이루어 질 수 있다.

또한, 제1 연결 단자(151) 및 제2 연결 단자(152)는 서로 다른 종류의 USB 포트로 구성되어 있을 수 있는바, 구체적으로는, USB 2.0 Type A, USB 2.0 Type B, USB 2.0 Mini Type B(미니 5핀), USB 2.0 Micro Type B(마이크로 5핀), USB 3.0 Type A 또는 USB 3.0 Type B로 이루어진 군에서 선택되는 서로 다른 2종일 수 있다.

상기 제1 연결 단자(151) 및 제2 연결 단자(152)가 USB 포트로 구성되는 경우에는, 전력 공급 장치(100)와 충전하고자 하는 전자 디바이스 사이에 별도의 케이블을 사이에 두고 연결되어야 하는바, 케이블이 사용되기 때문에 연결 단자의 위치 선택의 자유가 넓어지고, 전력 공급 장치(100)가 전동 의료기기(210,230)를 충전하는 중에도 전자 디바이스의 충전이 동시에 가능하다는 장점이 있다.

또한, 전자 디바이스 연결단자부(150)는 제1 표시기(154) 및 제2 표시기(155)를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 표시기(154) 및 제2 표시기(155)는 녹색 LED 또는 적색 LED를 포함하며, 전력 공급 장치(100)에 전자 디바이스(300,400)가 연결되어 충전 중일 경우 제1 표시기(154) 및 제2 표시기(155) 중 어느 한 표시기(예를 들어, 적색 LED)가 턴 온 되어 충전 중이라는 상태를 표시할 수 있고, 전력 공급 장치(100)에 전자 디바이스(300,400)가 연결되어 충전이 완료된 경우 제1 표시기(154) 및 제2 표시기(155) 중 나머지 한 표시기(예를 들어 녹색 LED)가 턴 온 되어 충전이 완료된 상태를 표시할 수 있다.

상기 디스플레이부(160)는 전력 공급 장치(100)에 연결된 전동 의료기기(210,230)의 충전 상태를 디스플레이 할 수 있다.

예를 들어, 전력 공급 장치(100)에 의하여 충전 대상체(예를 들어, 다양한 종류의 전동 의료기기(210,230), 다양한 종류의 전자 디바이스(300,400) 등)의 배터리가 충전 중인 경우에는, 디스플레이부(160)는 전력 공급 장치(100)의 배터리(193)의 잔여 용량 및 충전 대상체의 배터리가 충전된 정도를 수치로서 디스플레이할 수 있다.

또한, 전력 공급 장치(100)에 의하여 전동 의료기기의 타이어에 공기가 제공되는 중(즉, 타이어에 바람을 넣는 중)인 경우에는, 디스플레이부(160)는 전동 의료기기의 타이어의 공기압을 수치로서 디스플레이 할 수 있다.

이러한 디스플레이부(160)는 예를 들어 터치 인식이 가능한 OLED(Organic light emitting display) 또는 LCD(Liquid crystal display)와 같은 소정의 디스플레이 부재를 포함할 수 있다.

상기 열 방출구(170)는 전력 공급 장치(100) 내부의 배터리(193) 충방전 동작으로 발생하는 열을 외부로 방출시키기 위해 복수개의 홀 형태로 구비될 수 있으며, 실시예상에서 그 위치가 전력 공급 장치(100) 정면 및 후면 하단으로 되어 있으나, 열을 외부로 방출시킬 수 있는 어느 위치에 구비되어도 무방하다.

도 3에 도시된 전력 공급 장치(100)의 후면에는 연결 케이블(120)의 권취 상태를 도시하고 있다.

도 3과 같이 연결 케이블(120)을 권취하기 위해 전력 공급 장치(100)는 권취 스위치(미도시)를 구비할 수 있고, 권취 스위치가 입력되면, 릴 장치(180)에 의해 연결 케이블(120)이 자동으로 감기도록 할 수 있으며, 권취 스위치의 입력과 무관하게 연결 케이블(120)이 감긴 상태에서 풀리도록 할 수 있다.

선택적 실시예로, 도 3에 도시된 전력 공급 장치(100)의 후면에는 공기 주입기(125)의 권취 상태를 도시하고 있다.

상기 공기 주입기(125)는 후술하는 컴프레서(197)에 연결되어 전동 의료기기(210,230)에 구비된 타이어에 공기를 제공할 수 있고, 더 나아가 에어컨, 냉장고, 보일러 등과 같이 압축 공기를 필요로 하는 장치에도 압축 공기를 제공할 수 있다.

공기 주입기(125)를 통하여 전동 의료기기(210,230)의 타이어에 공기를 제공하는 경우 공기압을 맞추기 위한 압력 게이지(126)를 더 포함할 수도 있다.

본 실시예에서 전력 공급 장치(100)는 전동 의료기기(210,230)가 정지해 있을 경우에도 충전할 전력을 공급할 수 있을 뿐만 아니라, 전동 의료기기(210,230)가 이동하고 있는 중에도 충전할 전력을 공급할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 공급 장치 내부의 전기회로에 대한 블록도를 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 전기 회로(190)는 디스플레이부(160), 제어부(191), 단자부(192), 배터리(193), 충/방전부(194), 보호부(195), 권취부(196) 및 컴프레서(197)를 포함할 수 있다.

상기 제어부(191)는 전력 공급 장치(100)의 전반적인 동작 상태를 제어하고, 상기 동작 상태를 디스플레이부(160)에 출력할 수 있다.

이러한 제어부(191)는 프로세서(processor)와 같이 데이터를 처리할 수 있는 모든 종류의 장치를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 프로세서(processor)는, 예를 들어 프로그램 내에 포함된 코드 또는 명령으로 표현된 기능을 수행하기 위해 물리적으로 구조화된 회로를 갖는 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치를 의미할 수 있다.

이와 같이 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치의 일예로써, 마이크로프로세서(microprocessor), 중앙처리장치(central processing unit: CPU), 프로세서 코어(processor core), 멀티프로세서(multiprocessor), ASIC(application-specific integrated circuit), FPGA(field programmable gate array) 등의 처리 장치를 망라할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.

상기 단자부(192)는 도 1 내지 도 3에 도시된 전원 단자부(110), 전동 의료기기에 연결되는 연결 케이블(120), 전원 스위치(131), 과부하 스위치(132), 퓨즈(133), 전기 연결 단자(140), 전자 디바이스 연결단자부(150)를 포함할 수 있다.

그리고 상기 제어부(191)는 단자부(192)의 전기적인 연결 상태를 감지하여 어떤 단자가 동작 중인지 판단하고, 그에 따른 나머지 구성 요소들의 동작을 제어할 수 있다.

상기 배터리(193)는 제어부(191)의 제어 하에 전력 공급 장치(100)의 각 구성요소들, 전력 공급 장치(100)에 전기적으로 연결된 전동 의료기기(210,230) 및/또는 전자 디바이스(300,400)에 전력을 공급할 수 있으며, 자체적으로 충방전이 가능하다.

이러한 배터리(193)는 니켈-카드뮴 전지(nickel-cadmium battery), 납축전치, 니켈-수소 전지(NiMH: nickel metal hydride battery), 리튬-이온 전지(lithium ion battery), 리튬 폴리머 전지(lithium polymer battery) 등의 충전 가능한 이차 전지를 포함할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 제어부(191)는 단자부(192)의 감지 결과 전동 의료기기(210,230)가 연결되었다고 판단하면, 전동 의료기기(210,230)에 전력을 공급하여 전동 의료기기(210,230)가 충전되도록 하며, 전동 의료기기(210,230)의 충전 상황을 디스플레이부(160)에 출력할 수 있다.

또한, 상기 제어부(191)는 단자부(192)의 감지 결과 전자 디바이스(300,400)가 연결되었다고 판단하면, 전자 디바이스(300,400)에 전력을 공급하여 전자 디바이스(300,400)가 충전되도록 하며, 전자 디바이스(300,400)의 충전 상황을 디스플레이부(160)에 출력할 수 있다.

그리고 상기 제어부(191)는 단자부(192)의 감지 결과 전동 의료기기(210,230) 및 전자 디바이스(300,400)가 동시에 연결되었다고 판단한 경우, 전동 의료기기(210,230) 및 전자 디바이스(300,400) 각각에 서로 다른 전력을 공급하여 전동 의료기기(210,230) 및 전자 디바이스(300,400)가 충전되도록 하며, 전동 의료기기(210,230) 및 전자 디바이스(300,400)의 충전 상황을 디스플레이부(160)에 출력할 수 있다.

또한, 충/방전부(194)는 제어부(191)에 의해 배터리(193)를 충전시키거나 방전시킬 수 있다.

여기서 방전이라 함은, 배터리(193)의 전력을 내부 구성요소들, 전동 의료기기(210, 230) 및/또는 전자 디바이스(300,400)에 공급하는 상태를 포함할 수 있다.

그리고 상기 충/방전부(194)는 충전 전류 및 방전 전류가 흐르는 전류 경로 상에 충전 스위치(미도시) 및 방전 스위치(미도시) 형태로 배치될 수 있으며, 배터리(193) 충전시에 충전 스위치는 턴 온 되고, 방전 스위치는 턴 오프 될 수 있다.

또한, 배터리(193) 방전시에 충전 스위치는 턴 오프 되고, 방전 스위치는 턴 온 될 수 있다.

그리고 보호부(195)는 제어부(191)의 제어 하에 배터리(193)를 보호하는 동작을 수행할 수 있다.

여기서 제어부(191)는 배터리(193)의 상태 정보를 모니터링 하여 보호부(195)의 동작을 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어부(191)는 배터리(193)의 전류, 전압, 온도, 잔여 전력량, 수명, 충전 상태(state of charge, SOC) 등을 획득할 수 있다. 예를 들어, 제어부(191)는 도시되지 않았으나 센서들을 이용하여 배터리(193)의 전압 및 온도를 측정할 수 있다.

그리고 상기 보호부(195)는 배터리(193)에 대한 과충전 보호 기능, 과방전 보호 기능, 과전류 보호 기능, 과전압 보호 기능, 과열 보호 기능, 셀 밸런싱(cell balancing) 기능 등을 수행할 수 있다.

또한, 상기 제어부(191)는 배터리(193)에 과충전, 과방전, 과전류, 및 고온 등과 같은 이상 상황이 발생하였음을 감지하는 경우, 충전 스위치 및/또는 방전 스위치를 개방하여 배터리(193)를 보호하거나, 과부하 스위치(132) 또는 퓨즈(133)를 동작시켜 전기 회로를 차단할 수 있다.

이때, 상기 제어부(191)는 충전 스위치 및/또는 방전 스위치를 제어하기 위한 제어신호를 출력할 수 있다.

그리고 권취부(196)는 제어부(191)의 제어 하에 연결 케이블(120)을 권취할 수 있다. 사용자로부터 입력된 권취 스위치 신호를 수신한 제어부(191)는 권취부(196)를 동작시켜 연결 케이블(120)을 권취할 수 있다.

본 실시예에서, 권취부(196)는 릴 장치(180)일 수 있으며, 제어부(191)가 권취부(196)를 동작시킨다 함은, 릴 장치(180)를 동작시킨다고 할 수 있다.

또한, 컴프레서(197)는 제어부(191)의 제어 하에 압축 공기를 제공할 수 있고, 공기 주입기(125)를 통해 전동 의료기기(210,230)에 구비된 타이어 또는 에어컨, 냉장고, 보일러 등과 같이 압축 공기를 필요로 하는 장치에 압축 공기를 제공할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 공급 장치의 활용 예를 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 도 5a는 전력 공급 장치(100)가 연결 케이블(120)을 통하여 전동 의료기기 예를 들어, 전동 휠체어(210)에 연결되고, 전력 공급 장치(100)가 공급한 전력으로 전동 휠체어(210)의 배터리(220)를 충전하는 상태를 도시하고 있다.

이러한 전력 공급 장치(100)는 일 실시예로, 전동 휠체어(210)에 탈부착 가능하도록 구성될 수 있다. 즉, 전동 휠체어(210)가 배터리(220) 방전 상황에 대비하여, 소정의 위치에 전력 공급 장치(100)를 탑재할 수 있는 공간을 구비할 수 있다.

도 5b는 전력 공급 장치(100)가 연결 케이블(120)을 통하여 전동 의료기기 예를 들어, 전동 스쿠터(230)에 연결되고, 전력 공급 장치(100)가 공급한 전력으로 전동 스쿠터(230)의 배터리(240)를 충전하는 상태를 도시하고 있다.

도 5c는 전력 공급 장치(100)가 제1 연결 단자(151)를 통하여 전자 디바이스로써의 노트북(300)과 연결되고, 전력 공급 장치(100)가 공급한 전력으로 노트북(300)을 충전하는 상태를 도시하고 있다.

도 5d는 전력 공급 장치(100)가 제2 연결 단자(152)를 통하여 전자 디바이스로써의 스마트폰(400)과 연결되고, 전력 공급 장치(100)가 공급한 전력으로 스마트폰(400)을 충전하는 상태를 도시하고 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

100. 전력 공급 장치
110. 전원 단자부
120. 연결 케이블
131. 전원 스위치
132. 과부하 스위치
133. 퓨즈
140. 전기 연결 단자
150. 전자 디바이스 연결단자부
160. 디스플레이부
170. 열 방출구

Claims

전동 의료기기에 전력을 공급하는 전력 공급 장치에 있어서,
상기 전동 의료기기에 전력을 공급하기 위해 충방전이 가능한 배터리와;
상기 배터리의 전력을 공급받은 상기 전동 의료기기의 충전 상황을 디스플레이하는 디스플레이부와;
상기 전력 공급 장치에 전원을 공급하여 상기 배터리를 충전하도록 전원 케이블, 제1 충전 단자 및 제2 충전 단자를 포함하여 된 전원 단자부와;
상기 전동 의료기기에 전기적으로 연결되어 상기 배터리를 충전하도록 하는 연결 케이블과, 과부하 스위치, 퓨즈 및 전자 디바이스 연결단자부를 포함하여 된 단자부와;
상기 단자부의 전기적인 연결 상태를 감지하여 상기 단자부의 동작을 제어하고, 상기 배터리의 전력에 대한 전기 연결 단자 및 연결 케이블로의 공급을 제어하는 제어부와;
상기 제어부에 의해 상기 배터리를 충전시키거나 방전시킬 수 있도록 하는 충/방전부와;
상기 제어부의 제어 하에 상기 배터리를 보호하는 동작을 수행하고, 상기 배터리에 대한 과충전 보호 기능, 과방전 보호 기능, 과전류 보호 기능, 과전압 보호 기능, 과열 보호 기능, 셀 밸런싱 기능을 수행하는 보호부;를 포함하되,
상기 제어부는, 상기 단자부의 감지 결과 상기 전동 의료기기가 연결되었다고 판단하면, 상기 전동 의료기기에 전력을 공급하여 상기 전동 의료기기가 충전되도록 하며, 상기 전동 의료기기의 충전 상황을 상기 디스플레이부에 출력하며,
또한, 상기 제어부는, 상기 배터리의 상태 정보를 모니터링 하여 상기 보호부의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 단자부의 감지 결과 상기 전동 의료기기 및 전자 디바이스가 동시에 연결되었다고 판단한 경우,
상기 전동 의료기기 및 상기 전자 디바이스 각각에 서로 다른 전력을 공급하여 상기 전동 의료기기 및 상기 전자 디바이스가 충전되도록 하며, 상기 전동 의료기기 및 상기 전자 디바이스의 충전 상황을 상기 디스플레이부에 출력하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 배터리에 과충전, 과방전, 과전류, 및 고온과 같은 이상 상황이 발생하였음을 감지하는 경우, 충전 스위치 또는 방전 스위치를 개방하여 상기 배터리를 보호하거나, 상기 과부하 스위치 또는 상기 퓨즈를 동작시켜 전기 회로를 차단하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
제1항에 있어서,
상기 연결 케이블을 권취하는 권취부를 더 포함하되,
상기 권취부는 상기 제어부의 제어 하에 상기 연결 케이블을 권취하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
제1항에 있어서,
상기 전력 공급 장치는, 상기 전동 의료기기에 탈부착 가능하게 구비된 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
제1항에 있어서,
상기 충/방전부는,
상기 배터리 충전시에 충전 스위치는 턴 온 되고, 방전 스위치는 턴 오프 되며,
상기 배터리 방전시에 상기 충전 스위치는 턴 오프 되고, 상기 방전 스위치는 턴 온 되는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부의 제어 하에 압축 공기를 제공하는 컴프레서를 더 포함하되,
상기 컴프레서는, 상기 전력 공급 장치에 구비된 공기 주입기를 통해 상기 전동 의료기기에 구비된 타이어에 압축 공기를 제공하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
제1항에 있어서,
상기 과부하 스위치 및 상기 퓨즈는, 상기 전력 공급 장치가 과부하 상태가 되면, 상기 제어부의 제어에 의해 내부 전기 회로의 손상을 방지하기 위해 전기 회로를 차단하고,
상기 전력 공급 장치의 과부하 상태는 상기 제어부의 제어에 의해 상기 디스플레이부를 통하여 디스플레이 되는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
제1항에 있어서,
상기 전자 디바이스 연결단자부는,
16V 내지 20V의 충전 전압을 제공하는 제1 연결 단자와;
5V의 충전 전압을 제공하는 제2 연결 단자와;
상기 전력 공급 장치에 전자 디바이스가 연결되어 충전 중 또는 충전이 완료된 경우, 턴 온 되어 충전 중 또는 충전이 완료된 상태를 표시하는 제1 표시기 및 제2 표시기;를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.