KR101895792B1 - Hybrid Charger - Google Patents

Abstract

An embodiment of the present invention relates to a hybrid charger which comprises: a solar module generating electrical energy by using solar energy collected by a solar panel; a harvesting module generating the electrical energy by using energy harvesting; a battery charged by the electrical energy generated through the solar module and the harvesting module; and a control module charging the battery by using the electrical energy generated through the solar module and the electrical energy generated through the harvesting module. Therefore, a portable terminal can be charged by using not only sunlight but also various types of energy harvesting, thereby rapidly and conveniently charging the portable terminal.

Description

Translated fromKorean

하이브리드 충전기{Hybrid Charger}Hybrid Charger {Hybrid Charger}

본 발명은 하이브리드 충전기에 관한 것으로서, 휴대용 단말기를 충전할 수 있는 하이브리드 충전기에 관한 것이다.The present invention relates to a hybrid charger, and more particularly, to a hybrid charger capable of charging a portable terminal.

휴대용 단말기는 최근 휴대성을 고려하여 소형에 얇으면서도 가볍고 그립감이 좋으며 소장 욕구의 고취를 위하여 세련된 디자인의 것이 대량으로 출시되고 있으며, 더욱 다양한 작업을 할 수 있도록 멀티미디어화되는 추세이다.In consideration of portability, portable terminals have been recently introduced in large quantities in a small size, thin and lightweight, good grip, and in order to enhance the desire for small size, and are becoming multimedia in order to perform more various tasks.

그리고 전술한 휴대용 단말기는 최근 보호케이스를 함께 사용하며, 이러한 보호케이스들은 휴대용 단말기를 탈부착시킬 수 있도록 설계된 것으로, 휴대용 단말기의 보호 용도 외에도 사용자가 휴대용 단말기를 지정된 장소에 거치할 수 있도록 편의를 제공하는 것이다.In addition to the protection of the portable terminal, the portable terminal is provided with a convenience for allowing the user to store the portable terminal at a designated place. will be.

또한, 케이스는 전술한 바와 같은 용도 외에도 휴대용 단말기의 충전 기능이 마련된 것도 출시되고 있다. 전술한 케이스에는 외부로부터 공급받은 전원(통상, 상용의 전원으로 교류전원(AC)이 사용됨)을 저장해 두는 충전배터리가 내장되고, 전술한 케이스는 전술한 충전배터리로부터 동작 전원을 휴대용 단말기에 전달하여 충전이 이루어지는 방식을 채택하고 있다.In addition to the above-described use, the case has also been provided with a charging function of a portable terminal. In the above-mentioned case, a rechargeable battery for storing a power supply (usually an AC power supply is used as a commercial power supply) supplied from the outside is incorporated. In the case described above, the rechargeable battery transfers operating power to the portable terminal And charging is performed.

휴대용 단말기는 멀티미디어 환경 속에서 더욱 복잡하고 다양한 기능을 구현하기 위하여 많은 기능과 조작 방식이 지속적으로 첨가될 것이며, 이에 따라 소요되는 전력의 사용량 또한 비례하여 증가하는 바, 휴대용 단말기를 신속하고 편리하게 충전할 수 있는 케이스의 추가기능 개발이 절실하게 요청된다.In order to realize more complex and diverse functions in a multimedia environment, the portable terminal will be continuously added with many functions and operation methods, and accordingly, the amount of electric power consumed is also increased proportionally, so that the portable terminal can be quickly and conveniently It is urgently required to develop additional functions of the case that can be done.

따라서 AC 전원이 아니라 태양 광선 등의 자연 에너지를 전기 에너지로 변환하여 휴대용 단말기를 충전할 수 있는 케이스의 필요성이 중요시되고 있다.Therefore, the necessity of a case that can charge the portable terminal by converting the natural energy such as the sunlight into the electric energy instead of the AC power source is emphasized.

나아가 태양 에너지 접근이 어려운 경우, 사람이나 실내 조명광, 자동차의 폐열, 방송 전파 등과 같이 주변의 낭비되는 여러 가지 에너지 형태를 전기 에너지로 변환시키는 에너지 하베스팅 기술을 이용하여 때와 장소를 불문하고 일상에서 휴대용 단말기를 사용함에 불편함이 없도록 하는 충전 수단의 개발이 절실하다.In addition, when energy is difficult to approach solar energy, energy harvesting technology that converts various waste energy types such as people and indoor lighting, waste heat of automobile, broadcast radio wave, It is urgent to develop a charging means that does not inconvenience the use of the portable terminal.

한국공개특허 10-2003-0023188호Korean Patent Laid-Open No. 10-2003-0023188

본 발명의 기술적 과제는 기존 전력원이 전혀없는 상황에서 사람들이 반드시 필요한 제품 중 하나인 스마트폰과 같은 휴대용 단말기를 충전할 수 있는 보호 케이스 겸용 파워뱅크 충전기를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a power bank charger that can charge a portable terminal such as a smart phone, which is one of the products that people need in a situation where there is no existing power source.

본 발명의 실시 형태는 태양 전지판에 의해 수집되는 태양 에너지를 이용하여 전기 에너지를 생성하는 태양광 모듈; 에너지 하베스팅을 이용하여 전기 에너지를 생성하는 하베스팅 모듈; 상기 태양광 모듈 및 하베스팅 모듈을 통해 생성되는 전기 에너지에 의해 충전되는 배터리; 및 상기 태양광 모듈을 통해 생성되는 전기 에너지와 하베스팅 모듈을 통해 생성되는 전기 에너지를 이용하여 상기 배터리를 충전하는 제어 모듈;을 포함할 수 있다.An embodiment of the present invention relates to a solar module for generating electric energy using solar energy collected by a solar panel; A harvesting module for generating electrical energy using energy harvesting; A battery charged by electric energy generated through the solar module and the harvesting module; And a control module for charging the battery using electric energy generated through the solar module and electric energy generated through the harvesting module.

상기 하베스팅 모듈은, 압력을 전압으로 변환하는 압전소자(piezoelectric)로 구현됨을 특징으로 할 수 있다.The hubbing module may be implemented as a piezoelectric device for converting a pressure into a voltage.

상기 하베스팅 모듈은, 열을 전압으로 변환하는 열전소자(thermoelectric)로 구현됨을 특징으로 할 수 있다.The hubbing module may be a thermoelectric device for converting heat into a voltage.

제어 모듈은, 상기 태양광 모듈을 통해 생성되는 전기에너지와 하베스팅 모듈을 통해 생성되는 전기 에너지를 DC-DC 컨버팅하여 배터리를 충전시킬 수 있다.The control module may charge the battery by DC-DC conversion of the electric energy generated through the solar module and the electric energy generated through the harvesting module.

상기 하이브리드 충전기는, 휴대용 단말기가 거치되는 제1거치대; 및 태양 전지판이 마련된 제2거치대;를 포함하며, 상기 제1거치대와 제2거치대가 회동 결합됨을 특징으로 할 수 있다.The hybrid charger includes a first cradle on which the portable terminal is mounted; And a second cradle provided with a solar panel, wherein the first cradle and the second cradle are pivotally coupled.

상기 제1거치대는, 휴대용 단말기가 슬라이딩 거치될 수 있도록 하는 가이드홈 라인이 마련됨을 특징으로 할 수 있다.The first cradle may be provided with a guide groove line for allowing the portable terminal to be slidably mounted.

상기 제1거치대는, 외부 전원을 입력받는 USB 포트;를 포함할 수 있다.The first cradle may include a USB port for receiving external power.

본 발명의 실시 형태에 따르면 태양광뿐만 아니라 다양한 형태의 에너지 하베스팅을 이용하여 휴대용 단말기를 충전할 수 있어, 언제 어디서나 휴대용 단말기를 신속하고 편리하게 충전할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to charge the portable terminal using various types of energy harvesting as well as sunlight, so that the portable terminal can be quickly and conveniently charged anytime and anywhere.

도 1은 에너지 하베스팅의 예시 그림.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 태양 에너지뿐만 아니라 에너지 하베스팅을 통하여 휴대용 단말기가 충전되는 개념을 도시한 그림.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 충전기의 구성 블록도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 충전기의 사시도 예시 그림.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 휴대용 단말기가 하이브리드 충전기에 거치되는 모습을 도시한 그림.Figure 1 is an illustration of energy harvesting.
FIG. 2 is a view illustrating a concept that a portable terminal is charged through energy harvesting as well as solar energy according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of a configuration of a hybrid charger according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a perspective view of a hybrid charger according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 5 is a diagram illustrating a state in which a portable terminal is mounted on a hybrid charger according to an embodiment of the present invention. FIG.

이하, 본 발명의 장점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은, 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것으로, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and how to achieve them, will be apparent from the following detailed description of embodiments thereof taken in conjunction with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the exemplary embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. And the present invention is only defined by the scope of the claims. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

도 1은 에너지 하베스팅의 예시 그림이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따라 태양 에너지뿐만 아니라 에너지 하베스팅을 통하여 휴대용 단말기가 충전되는 개념을 도시한 그림이다.FIG. 1 is a diagram illustrating an example of energy harvesting, and FIG. 2 is a diagram illustrating a concept of charging a portable terminal through energy harvesting as well as solar energy according to an embodiment of the present invention.

에너지가 만들어지는 과정 중에서 많은 에너지가 열, 소리, 진동 등의 다른 형태로 버려져서 우리가 쓸 수 있는 에너지는 굉장히 적다. 따라서 버려지는 에너지를 모아서 다시 쓸 수 있는 수단이 필요한데, 바로 에너지 하베스팅(energy harvesting)이다. 에너지 하베스팅이란 일상생활에서 버려지거나 소모되는 에너지를 모아 전력으로 재활용하는 기술을 말한다In the process of energy production, much energy is abandoned in other forms such as heat, sound, and vibration, and the energy that we can use is very small. Therefore, we need a way to collect and reuse waste energy, which is energy harvesting. Energy Harvesting refers to the technology of collecting and reusing energy that is abandoned or consumed in daily life.

에너지 하베스팅을 이용하면, 도 1에 도시한 바와 같이 바람, 물, 진동, 온도, 태양 광선 등의 자연 에너지를 전기 에너지로 변환하는 것뿐만 아니라 사람이나 교량의 진동, 실내 조명광, 자동차의 폐열, 방송 전파 등과 같이 주변에 버려지는 에너지도 전기 에너지로 변환하여 사용할 수 있다. 전력 발생이 미비하겠지만 경우에 따라서는 배터리(300) 충전 없이 계속 전기를 얻을 수 있다는 점이 ‘에너지 하베스팅’이 중요시되고 있는 이유이다. 이하에서는 대표적인 에너지 하베스팅 예시 설명이다.As shown in Fig. 1, the energy harvesting is used not only to convert natural energy such as wind, water, vibration, temperature and sunlight into electric energy, but also to vibration of people or bridges, Energy that is thrown away to the surroundings, such as broadcast radio waves, can also be converted into electrical energy and used. The reason why 'energy harvesting' is important is that electric power generation is insufficient, but in some cases, electricity can be continuously supplied without charging thebattery 300. Hereinafter, a representative energy harvesting example will be described.

1)신체 에너지 하베스팅1) Harvesting body energy

호흡으로 전기를 만드는 마스크이다. 이처럼 우리 신체에서 발생하는 에너지는 체온, 정전기, 운동 에너지 등으로 매우 다양하다. 생체와 외부의 온도 차를 이용하여 특수한 섬유로 발전 가능하며, 도보 시 체중의 변화를 이용한 압전 소자로도 발전 가능합니다. 주로 시계, 만보기, 신체 보조 기구 등 일상적으로 몸에 소지하여 움직임의 수치를 잴 수 있는 곳에서 에너지 하베스팅의 사례를 엿볼 수 있다.It is a mask that makes electricity by breathing. As such, the energy generated by our body varies greatly with temperature, static electricity, and kinetic energy. It is possible to generate special fiber using the temperature difference between the living body and the outside, and it can also be developed as a piezoelectric element using a change in weight during walking. You can get a glimpse of energy harvesting, where you can measure your movements on a daily basis, such as clocks, pedometer, and physical aids.

2)열 에너지 하베스팅2) Thermal energy harvesting

열에너지 하베스팅을 이용하여 산업 현장에서 발생하는 수많은 폐열을 모아 에너지를 만들 수 있다. 잔열과 자연 온도 차를 이용하여 전기 에너지를 얻는 것입니다. 늘 우리 일상생활 속에서 만날 수 있는 열로 전기 에너지를 얻을 수 있어 보다 자유로운 에너지 공급이 가능하다.Thermal energy harvesting can be used to collect a lot of waste heat from industrial sites to make energy. The difference between the residual heat and the natural temperature difference is to obtain electrical energy. Electric energy can be obtained as heat that can be encountered in everyday life, and it is possible to supply more free energy.

3)위치 에너지 하베스팅3) Harvesting potential energy

수력 발전소의 방수구 및 화력 발전소의 냉각수 방수로에는 소량의 위치 에너지와 운동 에너지가 버려지게 됩니다. 소형 수차를 이용해 배출 에너지를 전기 에너지로 회수할 수 있다.A small amount of kinetic energy and kinetic energy are abandoned in the water outlet of the hydroelectric power plant and the cooling water sprinkler of the thermal power plant. The discharge energy can be recovered as electric energy by using a small aberration.

4)전자파 에너지 전자파 에너지 하베스팅4) Electromagnetic energy Electromagnetic energy Harvesting

공기 중에 있는 방송 전파, 이동 통신기기 전파 등 수많은 전자파 에너지를 수집해 단시간 사용 무선 전자기기의 훌륭한 독립 에너지원으로 활용할 수 있다.It can collect a lot of electromagnetic energy such as air broadcasting in the air, radio wave of mobile communication equipment, and can be used as a good independent energy source of wireless electronic equipment for a short time.

이에 본 발명은 도 2에 도시한 바와 같이 태양 에너지뿐만 아니라 에너지 하베스팅을 활용하여 휴대용 단말기(20)를 충전할 수 있도록 한다. 즉, 태양 에너지를 이용하여 스마트폰 등의 휴대용 단말기(20)를 충전하며, 나아가 흐린날이거나 밤과 같이 태양 에너지를 이용할 수 없는 경우 에너지 하베스팅을 통해 스마트 등의 휴대용 단말기(20)를 충전할 수 있도록 한다. 이하에서 휴대용 단말기(20)라 함은, 스마트폰(smart phone)을 예로 들어 설명하나, 스마트폰만 아니라 태블릿 PC(tablet PC), 슬레이트 PC(slate PC), 노트북 컴퓨터(notebook computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable MultimediaPlayer), 내비게이션(Navigation), 디지털 카메라(Digital Camera), MP3P(MPEG layer 3 Player) 등이 해당될 수 있다. 물론, 본 발명이 적용 가능한 단말기는 상술한 종류에 한정되지 않고, 휴대할 수 있는 휴대용 단말기(20)를 모두 포함할 수 있음은 당연하다. 참고로, 여기서 스마트폰(smart phone)이라 함은 휴대전화에 인터넷 통신과 정보검색 등 컴퓨터 지원 기능을 추가한 지능형 단말기로서 사용자가 원하는 어플리케이션을 설치할 수 있다. 스마트폰은 휴대폰과 개인휴대단말기(personal digital assistant; PDA)의 장점을 결합한 것으로, 휴대폰 기능에 일정관리, 팩스 송·수신 및 인터넷 접속 등의 데이터 통신기능을 통합시킨 것이다. 무선인터넷을 이용하여 인터넷에 직접 접속할 수 있을 뿐 아니라 여러 가지 브라우징 프로그램을 이용하여 다양한 방법으로 접속할 수 있다. 또한, 기존의 휴대폰과는 달리 수백여 종의 다양한 어플리케이션(응용프로그램)을 사용자가 원하는 대로 설치하고 추가 또는 삭제할 수 있어, 사용자가 원하는 어플리케이션을 직접 제작할 수도 있으며, 다양한 어플리케이션을 통하여 자신에게 알맞은 인터페이스를 구현할 수 있다. 이하 본 발명을 상술하기로 한다.As shown in FIG. 2, the present invention utilizes energy harvesting as well as solar energy so that theportable terminal 20 can be charged. That is, theportable terminal 20 such as a smart phone is charged using solar energy, and when the solar energy can not be used on a cloudy day or at night, theportable terminal 20 such as smart is charged through energy harvesting . Hereinafter, theportable terminal 20 will be described as an example of a smart phone. However, theportable terminal 20 is not limited to a smart phone, but may be a tablet PC, a slate PC, a notebook computer, A PDA (Personal Digital Assistants), a PMP (Portable Multimedia Player), a Navigation, a Digital Camera, an MP3P (MPEG layer 3 Player), and the like. Of course, the terminal to which the present invention is applicable is not limited to the above-described type, and it is of course possible to include all of theportable terminals 20 that can be carried. For reference, a smart phone is an intelligent terminal that adds a computer support function such as internet communication and information search to a mobile phone, and can install an application desired by the user. The smart phone combines the advantages of a mobile phone and a personal digital assistant (PDA), integrating data communication functions such as schedule management, fax transmission and reception, and Internet access to mobile phone functions. In addition to being able to connect directly to the Internet using wireless Internet, it can be accessed in various ways using various browsing programs. In addition, unlike existing mobile phones, you can install, add or delete hundreds of various applications (applications) as you want, and you can create your own applications. Can be implemented. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 충전기의 구성 블록도이다.3 is a block diagram of a hybrid charger according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 하이브리드 충전기(10)는, 도 3에 도시한 바와 같이 태양 전지판에 의해 수집되는 태양 에너지를 이용하여 전기 에너지를 생성하는 태양광 모듈(110)과, 에너지 하베스팅을 이용하여 전기 에너지를 생성하는 하베스팅 모듈(120)과, 태양광 모듈(110) 및 하베스팅 모듈(120)을 통해 생성되는 전기 에너지에 의해 충전되는 배터리(300)와, 태양광 모듈(110)을 통해 생성되는 전기 에너지와 하베스팅 모듈(120)을 통해 생성되는 전기 에너지를 이용하여 배터리(300)를 충전하는 제어 모듈(200)을 포함할 수 있다.Thehybrid charger 10 of the present invention includes asolar module 110 for generating electric energy using solar energy collected by a solar panel as shown in FIG. 3, and asolar module 110 for generating electric energy using energyharvesting A battery 300 that is charged by the electric energy generated through thesolar module 110 and theharvesting module 120 and an electric power generated by thesolar module 110, And acontrol module 200 for charging thebattery 300 using energy and electric energy generated through the hoveringmodule 120.

태양광 모듈(110)(Solar Module)은, 태양 전지판에 의해 수집되는 태양 에너지를 이용하여 전기 에너지를 생성한다. 태양전지를 종 및 횡으로 연결하여 결합한 형태로 태양 전지판에서 생산된 전기가 모듈에 동시에 모이게 되며, 태양전지를 많이 붙일수록 발전 용량은 커지게 된다.The solar module 110 (Solar Module) uses the solar energy collected by the solar panel to generate electrical energy. Electricity generated from the solar panel is collected at the same time in the form of connecting the solar cells longitudinally and laterally, and the power generation capacity becomes larger as more solar cells are attached.

태양광 모듈(110)의 경우, 사무실 환경 및 태양광 에너지원으로 적절한 전압과 전류를 얻을 수 있으며, PMIC를 통하여 안정적인 전력을 얻어낼 수 있어 안정적인 에너지원이 된다. 다만, 태양광 모듈(110)의 태양 전지판의 경우 크기와 소재특성으로 인한 내구성 및 실효성의 등락이 크기 때문에, 실효성이 좋은 제품일 경우 제품 단가에 직접적인 영향을 줄 수도 있는데, 본 발명은 제2거치대(10b)에 거치되는 태양 전지판의 인사이트가 넓기 때문에 가격적인 면은 해결할 수 있다.In the case of thephotovoltaic module 110, a proper voltage and current can be obtained as an office environment and a solar energy source, and stable power can be obtained through the PMIC, which is a stable energy source. However, in the case of the solar panel of thesolar module 110, since the durability and effectiveness of the solar panel due to its size and material characteristics are large, the product may have a direct effect on the product cost if the product is a good one. The cost of the solar panel can be solved because the insight of the solar panel mounted on thesolar panel 10b is wide.

하베스팅 모듈(120)은, 에너지 하베스팅(energy harvesting)을 이용하여 전기 에너지를 생성한다. 에너지 하베스팅(energy harvesting)이란 일상생활에서 버려지거나 소모되는 에너지를 모아 전력으로 재활용하는 것을 말하는데, 진동, 실내 조명광, 자동차의 폐열, 방송 전파 등과 같이 주변에 버려지는 에너지를 전기 에너지로 변환하여 생성한다. 본 발명의 하베스팅 모듈(120)은, 다음과 같이 두 가지 방식으로 에너지 하베스팅을 구현한다.Theharvesting module 120 generates electrical energy using energy harvesting. Energy harvesting is the collection of energy that is abandoned or consumed in everyday life and is recycled as electricity. Energy harvesting is the conversion of the energy that is abandoned in the environment, such as vibration, indoor illumination, car heat, do. Theinventive harvesting module 120 implements energy harvesting in two ways as follows.

하베스팅 모듈(120)을 구현하는 하나의 방식은, 압력을 전압으로 변환하는 압전소자(piezoelectric)로 구현하는 방식이다. 압전소자라 함은, 알려진 바와 같이 전압을 역학적 입력으로 바꾸거나 역학적 입력을 전압으로 바꾸어주는 결정체들의 특성을 가진 소자를 말한다. 예컨대, 어떠한 결정체에 기계적인 압력을 가해 전류가 생기면 이를 결정체에 전류를 흘리게 된다. 따라서 휴대용 단말기(20)의 사용자가 압전소자로 구현된 하베스팅 모듈(120)을 눌러서 전압을 발생시킬 수 있다. 참고로 압전소자를 이용하는 하베스팅 기법은 다른 하베스팅 기법에 비하여 그 에너지 소득원이 가장 쉽게 획득이 될 수 있다.One way to implement theharvesting module 120 is to implement a piezoelectric device that converts pressure to voltage. A piezoelectric element is a device that has the characteristics of crystals that convert a voltage to a mechanical input or convert a mechanical input to a voltage, as is known. For example, when a current is generated by applying mechanical pressure to any crystal, current flows through the crystal. Accordingly, a user of theportable terminal 20 can generate voltage by pressing theharvesting module 120 embodied as a piezoelectric element. For reference, the harvesting technique using piezoelectric elements is the easiest to obtain the energy source of energy compared to other harvesting techniques.

하베스팅 모듈(120)을 구현하는 다른 또 하나의 방식은, 열을 전압으로 변환하는 열전소자(thermoelectric)로 구현하는 방식이다. 열전소자는, 열전효과를 이용하여 전압을 생성하는 열전소자이다. 열전효과(thermoelectric effect)란, 버려지는 열에너지, 자연의 열에너지, 인체열, 모바일 기기열과 같은 미소 열에너지를 이용하여 전기를 만들어 내는 기술이다. 예컨대, 두 개의 접점을 가진 서로 다른 금속으로 만들어진 폐회로상에서 양 금속간에 온도차가 만들어지면 이 두 금속간에 전위차가 생성된다.Another way to implement theharvesting module 120 is by a thermoelectric device that converts heat to voltage. A thermoelectric element is a thermoelectric element that generates a voltage using a thermoelectric effect. The thermoelectric effect is a technique of generating electricity by utilizing the heat of abandoned heat, natural heat energy, human body heat, and heat of mobile devices. For example, when a temperature difference is created between two metals on a closed circuit made of two different metals with two contacts, a potential difference is generated between the two metals.

따라서 본 발명은 거치되어 구동되고 있는 모바일 단말기의 열과 사용자 손의 열로 인하여 큰 움직임 및 변화가 없는 측면에서 쉽게 에너지원을 획득할 수 있다. 열전소자의 경우 크기 및 디자인의 변형이 용이하기 때문에 기구설계시 또한 이득을 볼 수 있다.Therefore, the present invention can easily obtain an energy source in terms of a large movement and no change due to the heat of the mobile terminal being driven and the heat of the user's hand. In the case of thermoelectric elements, it is also possible to gain a benefit in the design of the apparatus since the size and design are easily deformed.

배터리(300)는, 태양광 모듈(110) 및 하베스팅 모듈(120)을 통해 생성되는 전기 에너지에 의해 충전되는 충전체이다. 이러한 배터리(300)는, 리튬 이온(Li-ion) 배터리(300), 카드뮴 배터리(300) 등의 다양한 재질의 배터리(300)가 사용될 수 있을 것이다.Thebattery 300 is a rechargeable battery which is charged by the electric energy generated through thesolar module 110 and theharvesting module 120. Thebattery 300 may be abattery 300 of various materials such as a lithium ion (Li-ion)battery 300, acadmium battery 300, or the like.

충전 단자핀은, 휴대용 단말기(20)가 거치되는 경우, 배터리(300)에 의해 방전되는 배터리(300) 전력을 거치된 휴대용 단말기(20)로 전달하는 전달핀이다. USB 단자핀 등의 다양한 형식의 단자핀 구조를 가질 수 있다.The charging terminal pin is a transmission pin for transmitting the power of thebattery 300 discharged by thebattery 300 to the stationary portable terminal 20 when theportable terminal 20 is stationary. A USB terminal pin, and the like.

제어 모듈(200)은, 태양광 모듈(110)을 통해 생성되는 전기 에너지와 하베스팅 모듈(120)을 통해 생성되는 전기 에너지를 이용하여 배터리(300)를 충전하는 제어를 수행한다.Thecontrol module 200 controls charging of thebattery 300 using electric energy generated through thesolar module 110 and electric energy generated through theharvesting module 120.

제어 모듈(200)은, PMIC, MCU, 컨트롤보드롤 포함한다. 제어모듈 내의 PMIC는 Power Management Integrated Circuit의 약자로서, 전력을 관리하는 IC이다. 하나의 제품마다 동작하는 전원이 다를 수 있기 때문에 그 전원을 만들어주고 구동하도록 하는 것이다. 즉, 전자기기에 따라서 때로는 음(-)전압을 요구하기도 하고, 때로는 배터리(300) 전압보다 높은 전압 혹은 낮은 전압을 요구하는데, 이를 위하여 PMIC가 구비된다. 따라서 제어모듈 내의 PMIC는 태양광 모듈(110)을 통해 생성되는 전기에너지와 하베스팅 모듈(120)을 통해 생성되는 전기 에너지를 DC-CD 컨버팅하여 배터리(300)를 충전시키며, 또한 DC-DC 컨버팅된 값을 낮은 값부터 높은값까지 조절가능하다.Thecontrol module 200 includes a PMIC, an MCU, and a control board roll. The PMIC in the control module is an abbreviation for Power Management Integrated Circuit and is an IC that manages power. Because each product can have different power source, it is necessary to make and run the power source. That is, sometimes a negative voltage is required depending on the electronic device, and sometimes a voltage or a lower voltage than the voltage of thebattery 300 is required. To this end, a PMIC is provided. Therefore, the PMIC in the control module converts the electric energy generated through thesolar module 110 and the electric energy generated through theharvesting module 120 to DC-CD to charge thebattery 300, Can be adjusted from a low value to a high value.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 충전기의 사시도 예시이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따라 휴대용 단말기가 하이브리드 충전기에 거치되는 모습을 도시한 그림이다.FIG. 4 is a perspective view of a hybrid charger according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a view illustrating a portable terminal being mounted on a hybrid charger according to an embodiment of the present invention.

하이브리드 충전기(10)는, 도 4 내지 도 5에 도시한 바와 같이 휴대용 단말기(20)가 거치되는 제1거치대(10a)와, 태양 전지판이 마련된 제2거치대(10b)를 포함한다.Thehybrid charger 10 includes afirst cradle 10a on which theportable terminal 20 is mounted and asecond cradle 10b on which a solar panel is provided as shown in Figs.

제1거치대(10a)는, 휴대용 단말기(20)가 슬라이딩 거치될 수 있도록 하는 가이드홈 라인이 마련된다. 따라서 도 5에 도시한 바와 같이 휴대용 단말기(20)가 가이드홈 라인을 따라서 제1거치대(10a)에 탈착될 수 있다.Thefirst platform 10a is provided with a guide groove line for allowing theportable terminal 20 to be slidably mounted. Therefore, as shown in Fig. 5, theportable terminal 20 can be attached to and detached from thefirst cradle 10a along the guide groove line.

제1거치대(10a)는 플레이트판이 관통된 구조로 도시하였는데, 관통 구조뿐만 아니라 관통되지 않은 플레이트 판 구조로 구현될 수 있다. 특히 하베스팅 모듈(120)이 열을 전압으로 변환하는 열전소자(thermoelectric)로 구현되는 경우, 열전소자가 플레이트 판 구조로 된 제1거치대(10a)에 마련되도록 구현한다. 따라서 제1거치대(10a)에 거치되어 구동되는 휴대용 단말기(20)에서 발생되는 열을 전기 에너지로 변환하여 하이브리드 충전기(10)의 배터리(300)를 충전할 수 있다.Although the first mounting table 10a is shown as a structure in which a plate plate is penetrated, it can be realized not only as a through structure but also as a plate plate structure that is not penetrated. In particular, when theharvesting module 120 is implemented as a thermoelectric transformer for converting heat into a voltage, the thermoelectric elements are implemented in thefirst cradle 10a having a plate plate structure. Accordingly, thebattery 300 of thehybrid charger 10 can be charged by converting the heat generated in theportable terminal 20, which is driven by being mounted on thefirst cradle 10a, into electric energy.

또한 제1거치대(10a)에는, 외부 전원을 입력받는 USB 포트가 마련될 수 있다. 따라서 태양광, 에너지 하베스팅 이외에도 외부의 AC 전원을 전달받아 하이브리드 충전기(10)의 배터리(300)를 충전할 수 있다.Also, thefirst stand 10a may be provided with a USB port for receiving external power. Therefore, thebattery 300 of thehybrid charger 10 can be charged by receiving external AC power in addition to sunlight and energy harvesting.

또한 제1거치대(10a)에는, 휴대용 단말기(20)가 거치되는 경우 배터리(300)에 의해 방전되는 배터리(300) 전력을 거치된 휴대용 단말기(20)로 전달하는 충전 단자핀을 포함할 수 있다.Thefirst cradle 10a may include a charging terminal pin for transmitting the power of thebattery 300 discharged by thebattery 300 to the stationary portable terminal 20 when theportable terminal 20 is stationary .

한편, 본 발명의 하이브리드 충전기(10)는, 제1거치대(10a)와 제2거치대(10b)가 회동 결합되도록 하는 기구적 결합 구성을 가지도록 한다. 즉, 제1치대의 끝단에 회전축을 구비하여, 제2거치대(10b)가 제1거치대(10a)에 마련된 회전축을 따라서 회동하도록 구현할 수 있다. 따라서 제2거치대(10b)는 회동하여 제1거치대(10a)에 결합되거나 분리되며, 분리되는 경우 제2거치대(10b)는 제1거치대(10a)를 지지하는 역할을 수행하게 된다.Meanwhile, thehybrid charger 10 of the present invention has a mechanical coupling structure in which the first andsecond cradles 10a and 10b are pivotally coupled. That is, the rotary shaft may be provided at the end of the first tooth so that thesecond holder 10b is rotated along the axis of rotation provided in thefirst holder 10a. Accordingly, thesecond cradle 10b is pivotally coupled to or separated from thefirst cradle 10a, and when thesecond cradle 10b is separated, thesecond cradle 10b functions to support thefirst cradle 10a.

제1거치대(10a)에는 태양 전지판 이외에도, 압력을 전압으로 변환하는 압전소자가 마련될 수 있다. 따라서 사용자는 제2거치대(10b)에 마련된 압전소자를 눌러서 에너지 하베스팅이 발생되도록 할 수 있다. 경우에 따라서 제2거치대(10b)의 내부 표면에 압전소자를 구비하여, 제1거치대(10a)와 제2거치대(10b)가 서로 맞닿아 결합되는 경우, 제1거치대(10a)의 가압력에 의해 제2거치대(10b)의 내부 표면에 마련된 압전소자에서 전기 에너지가 발생하도록 구현할 수 있다.In addition to the solar panel, thefirst stand 10a may be provided with a piezoelectric element for converting the pressure into a voltage. Therefore, the user can press the piezoelectric element provided on thesecond stand 10b to cause energy harvesting. The piezoelectric element is provided on the inner surface of thesecond mounting base 10b so that thefirst mounting base 10a and thesecond mounting base 10b are brought into contact with each other to be brought into contact with each other by the pressing force of thefirst mounting base 10a So that electric energy is generated in the piezoelectric element provided on the inner surface of thesecond stand 10b.

상술한 본 발명의 설명에서의 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 예를 선정하여 제시한 것으로, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 변경 및 균등한 타의 실시예가 가능한 것이다.The embodiments of the present invention described above are selected and presented in order to assist those of ordinary skill in the art from among various possible examples. The technical idea of the present invention is not necessarily limited to or limited to these embodiments Various changes, modifications, and other equivalent embodiments are possible without departing from the spirit of the present invention.

10:하이브리드 충전기
20:휴대용 단말기
110:태양광 모듈
120:하베스팅 모듈
200:제어 모듈
300:배터리10: Hybrid charger
20: Portable terminal
110: Photovoltaic module
120: Harvesting module
200: control module
300: Battery

Claims (7)

Translated fromKorean

태양 전지판에 의해 수집되는 태양 에너지를 이용하여 전기 에너지를 생성하는 태양광 모듈;
일상생활에서 버려지거나 소모되는 에너지를 전력으로 재활용하는 에너지 하베스팅을 이용하여 전기 에너지를 생성하는 하베스팅 모듈;
상기 태양광 모듈 및 하베스팅 모듈을 통해 생성되는 전기 에너지에 의해 충전되는 배터리; 및
상기 태양광 모듈을 통해 생성되는 전기 에너지와 하베스팅 모듈을 통해 생성되는 전기 에너지를 이용하여 상기 배터리를 충전하는 제어 모듈;
을 포함하고,
상기 하베스팅 모듈은,
압력을 전압으로 변환하는 압전소자(piezoelectric)로 구현되거나, 열을 전압으로 변환하는 열전소자(thermoelectric)로 구현되는 하이브리드 충전기로서,
상기 하이브리드 충전기는,
휴대용 단말기가 거치되는 제1거치대; 및
태양 전지판, 압전소자 중 적어도 어느 하나가 마련된 제2거치대;를 포함하며,
상기 제1거치대와 제2거치대가 회동 결합되되, 제1거치대의 끝단에 회전축을 구비하여 제2거치대가 제1거치대에 마련된 회전축을 따라 회동하여 제1거치대를 지지하게 되고,
상기 제1거치대는 그 중심부가 관통형성되는 플레이트판 구조로서, 하베스팅 모듈이 열을 전압으로 변환하는 열전소자로 구현되고, 열전소자가 플레이트판에 마련되며,
상기 제2거치대에 압전소자가 마련되고, 제1거치대와 제2거치대가 서로 맞닿아 결합 시 제1거치대의 가압력에 의해 제2거치대에 마련된 압전소자에서 전기 에너지가 발생됨을 특징으로 하는 하이브리드 충전기.
A solar module for generating electrical energy using solar energy collected by the solar panel;
A harvesting module that generates electrical energy using energy harvesting that recycles energy that is either abandoned or consumed in everyday life;
A battery charged by electric energy generated through the solar module and the harvesting module; And
A control module for charging the battery using electric energy generated through the solar module and electric energy generated through the harvesting module;
/ RTI >
The harvesting module comprises:
A hybrid charger that is implemented as a piezoelectric device that converts pressure into a voltage, or a thermoelectric device that converts heat into voltage,
The hybrid charger includes:
A first cradle on which the portable terminal is mounted; And
A solar cell plate, and a piezoelectric element,
The first and second cradles are pivotally coupled to each other and the rotation shaft is provided at the end of the first cradle so that the second cradle rotates along a rotation axis provided on the first cradle to support the first cradle,
Wherein the first holding platform is a plate plate structure having a central portion penetratingly formed therein, wherein the hovering module is implemented as a thermoelectric element that converts heat into a voltage, a thermoelectric element is provided on the plate,
Wherein the piezoelectric element is provided in the second holder, and the first holder and the second holder are brought into contact with each other to generate electric energy in the piezoelectric element provided in the second holder by the pressing force of the first holder.
삭제delete삭제delete청구항 1에 있어서, 제어 모듈은,
상기 태양광 모듈을 통해 생성되는 전기에너지와 하베스팅 모듈을 통해 생성되는 전기 에너지를 DC-CD 컨버팅하여 배터리를 충전시키는 하이브리드 충전기.
The control module according to claim 1,
And a DC-CD converter for converting electrical energy generated through the solar module and electrical energy generated through the harvesting module to charge the battery.
삭제delete청구항 1에 있어서, 상기 제1거치대는,
휴대용 단말기가 슬라이딩 거치될 수 있도록 하는 가이드홈 라인이 마련됨을 특징으로 하는 하이브리드 충전기.
[2] The apparatus according to claim 1,
Wherein a guide groove line is provided to allow the portable terminal to be slidably mounted.
청구항 1에 있어서,
상기 제1거치대는, 외부 전원을 입력받아 배터리를 충전하기 위하여 마련되는 USB 포트; 및
상기 휴대용 단말기로 전원을 전달하기 위한 충전 단자핀;
를 포함하는 하이브리드 충전기.The method according to claim 1,
The first cradle may include a USB port for receiving an external power source to charge the battery; And
A charging terminal pin for transmitting power to the portable terminal;
. ≪ / RTI >

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