KR101575749B1 - Portable power generating and power supply apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예는 휴대용 발전 및 전원 장치에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 전원을 필요로 하는 부하에 배터리에 충전되어 있는 전원을 때와 장소를 가리지 않고 공급할 수 있게 하는데 있다.
이를 위해 본 발명의 일 실시예는 케이스 측면에 설치된 회전 레버의 회전에 의하여 직류 전원을 생성하는 발전 모듈; 상기 케이스 외측에 위치되어 태양열을 공급받아 전기 에너지로 변환하는 태양전지 모듈; 상기 케이스의 내부에 구비되어 상기 발전 모듈 및 태양전지 모듈로부터 상기 직류 전원 및 전기 에너지를 공급받거나 가정용 교류 전원 또는 차량용 전원을 공급받아 충전되고, 충전된 전원을 부하에 공급하는 배터리 모듈; 상기 케이스의 전면에 구비되고, 상기 가정용 교류 전원 또는 차량용 전원을 공급받는 입력 단자부와, 상기 부하에 연결되어 전원을 공급하는 출력 단자부와, 상기 충전 또는 공급되는 전원 레벨을 조절하는 레벨 조정부와, 상기 배터리 모듈의 동작 상태, 상기 단자부의 연결 상태, 상기 레벨 조정부의 전원 레벨 상태를 표시하는 표시부를 포함하는 동작 설정 모듈; 및 각 구성요소의 동작을 제어하되, 사용자에 의하여 입력된 부하 전력 정보를 이용하여 피크 전력량을 연산하고, 상기 연산된 피크 전력량 내에서 상기 배터리 모듈로부터 부하로의 전원 공급을 제어하는 제어 모듈을 포함하는 휴대용 발전 및 전원 장치를 개시한다.An embodiment of the present invention relates to a portable power supply and a power supply device, and a technical problem to be solved is to enable a power supply that is charged in a battery to be supplied to a load requiring a power supply regardless of time and place.
To this end, one embodiment of the present invention is a power generation module for generating a DC power by rotation of a rotation lever provided on a case side; A solar cell module located outside the case to receive solar heat and convert it into electric energy; A battery module which is provided in the case and receives the DC power and the electric energy from the power generation module and the solar cell module or receives the AC power or the vehicle power from the household power supply and supplies the charged power to the load; An input terminal portion provided on the front surface of the case and supplied with the household AC power or vehicle power supply; an output terminal portion connected to the load for supplying power; a level adjusting portion for adjusting the power level to be charged or supplied; An operation setting module including a display unit for displaying an operation state of the battery module, a connection state of the terminal unit, and a power supply level state of the level adjustment unit; And a control module for controlling the operation of each component, calculating a peak power amount using the load power information input by the user, and controlling power supply from the battery module to the load within the calculated peak power amount ≪ / RTI >
Description
본 발명의 일 실시예는 휴대용 발전 및 전원 장치에 관한 것이다.
One embodiment of the present invention relates to portable power generation and power supply devices.
사회가 현대화, 고도화 되면서 다양한 전자기기가 개발되고 그 사용인구 또한 날로 확대되고 있어 사용 인구는 폭발적으로 증가되고 있다. 그리고 레저문화의 발달로 야외에서 보내는 시간이 증가되면서 다양한 휴대용 전자 기기의 사용 또한 증가하고 있는 추세에 있다.As the society is modernized and advanced, various electronic devices are developed and its usage population is expanding day by day, and the population used is exploding. Also, as the leisure time has been increased due to the development of leisure culture, the use of various portable electronic devices is also increasing.
직류(direct current: DC)란 일정한 전압을 유지하면서 항상 일정한 방향, 즉 양극에서 음극으로 흐르는 전류로서 (+)극과 (-)극이 유지된다. 이에 반해 교류(alternating current: AC)는 흐름의 방향이 시간에 따라 주기적으로 변하는 전류로서 (+)극과 (-)극이 주기적으로 변한다. 전기를 생산할 때는 정류자를 이용한 방법을 사용하기에 교류를 생산한다. 생산된 교류는 승압 및 감압에 유리하여 전송 손실을 줄일 수 있고 아크 방전을 방지할 수 있기 때문에 전송에 주로 이용된다.Direct current (DC) is a constant current flowing from a positive electrode to a negative electrode while maintaining a constant voltage. The positive and negative poles are maintained. On the other hand, alternating current (AC) is a current whose direction changes periodically with time, and the (+) and (-) poles periodically change. When electricity is produced, alternating current is produced by using the commutator method. The produced alternating current is mainly used for transmission because it is advantageous for boosting and reducing pressure and can reduce transmission loss and prevent arc discharge.
그러나, 직류는 효율 면에서 교류보다 우수하기에 실제 전자기기를 사용할 때는 직류를 사용하는 경우가 많다.However, since DC is superior to AC in terms of efficiency, DC is often used when an actual electronic device is used.
따라서 일반 가정에서는 교류의 형태로 전기를 공급받은 후에 전자기기에 인가하면 전자기기 내부에서 이를 직류로 변환하여 사용하게 된다. 즉, 전자기기 내부의 변압기에서 인가받은 교류를 적정 전압으로 다운시킨 후에 다이오드 및 콘덴서 등을 거쳐 직류로 변환하여 이를 사용하는 것이다.Therefore, in a typical home, when electricity is supplied in the form of alternating current and then applied to an electronic device, the electric current is converted into a direct current in the electronic device. That is, the alternating current supplied from the transformer inside the electronic device is down-converted to an appropriate voltage, and then converted into a direct current through a diode, a capacitor, and the like.
한편, 전자기기를 휴대하면서 이용할 경우에 일반적으로 배터리 또는 충전지를 사용하는데 배터리 또는 충전지란 충전과 방전이 반복되는 전지로 배터리, 또는 충전지, 또는 2차 전지라고도 한다. 방전이란 화학 에너지가 전기에너지로 변환되는 상태를 말하고, 충전이란 또 다른 전원으로부터 전기에너지를 공급받아 이를 화학에너지로 변화시켜 축적시키는 상태를 말한다. 즉, 배터리 또는 충전지란 양과 음의 전극판과 전해액으로 구성되어 있어, 충전이라는 화학작용에 의해 직류 기전력을 생기게 한 후에 방전을 하면서 전원으로 사용할 수 있는 장치이다. 배터리 또는 충전지는 전자 부품의 발전과 제어 기술의 발달에 의해 다양한 기능의 형태가 생산되고 있다.On the other hand, when a portable electronic device is used while being portable, a battery or a rechargeable battery is generally used. A battery or a rechargeable battery is a battery in which charging and discharging are repeated, and is also referred to as a battery, a rechargeable battery, or a secondary battery. Discharge refers to a state in which chemical energy is converted into electrical energy, and charging refers to a state in which electric energy is supplied from another power source and is converted into chemical energy and accumulated. That is, the battery or the rechargeable battery is composed of positive and negative electrode plates and an electrolytic solution, and can be used as a power source while generating a DC electromotive force by the chemical action of charging and then discharging. Batteries or rechargeable batteries are being produced in various functional forms due to the development of electronic components and control technology.
일반적으로, 배터리 또는 충전지는 별도로 마련된 충전기를 이용하여 충전되고, 이를 소정의 전자기기에 연결하거나 전자기기에 마련된 격납 공간에 장착시켜 사용된다. 그러면 충전된 전력이 방전되면서 전자 기기를 사용할 수 있게 된다.In general, a battery or a rechargeable battery is charged using a separately provided charger and is connected to a predetermined electronic device or mounted in a storage space provided in the electronic device. Then, the charged electric power is discharged and the electronic device can be used.
그러나, 배터리 또는 충전지는 직류를 사용하는 전원이기에 보통 가정에서 전기를 공급하는 형태인 교류를 인가받아 기기 내부에서 직류로 변환하여 사용하도록 설계된 전자기기에는 직접 연결하기에 곤란한 점이 있다. 따라서 직류전원을 직접 사용하는 일부 전자기기에 격납시켜 이용하는 경우를 제외하고는 인버터를 이용하여 교류로 변환하여 사용하여야 한다.However, since the battery or the rechargeable battery is a power source using direct current, there is a problem in that it is difficult to directly connect to an electronic device which is designed to be converted into a direct current by receiving an alternating current, Therefore, unless it is stored in some electronic equipment that uses DC power directly, it should be converted to AC by using inverter.
그러나, 전원공급장치는 휴대용 전자기기의 전원 공급 시에 배터리나 혹은 충전기의 전기에너지 소비를 한 경우에 필요한 전기에너지를 즉각적으로 얻기 위하여서는 언제 어디서든 휴대용 전자기기를 사용할 수 있을 뿐만 아니라 새로운 배터리나 혹은 충전기로 즉각 교체하여야 하였다.
However, in order to immediately obtain the electric energy required when the battery or charger consumes electric energy when the portable electronic device is powered, the power supply device can use the portable electronic device at any time, Or replaced immediately with a charger.
본 발명의 일 실시예는 전원을 필요로 하는 부하에 배터리에 충전되어 있는 전원을 때와 장소를 가리지 않고 공급할 수 있는 휴대용 발전 및 전원 장치를 제공한다.
An embodiment of the present invention provides a portable power generation and power source device capable of supplying a power source charged in a battery to a load requiring power source, regardless of time and place.
본 발명의 일 실시예에 의한 휴대용 발전 및 전원 장치는 케이스 측면에 설치된 회전 레버의 회전에 의하여 직류 전원을 생성하는 발전 모듈; 상기 케이스 외측에 위치되어 태양열을 공급받아 전기 에너지로 변환하는 태양전지 모듈; 상기 케이스의 내부에 구비되어 상기 발전 모듈 및 태양전지 모듈로부터 상기 직류 전원 및 전기 에너지를 공급받거나 가정용 교류 전원 또는 차량용 전원을 공급받아 충전되고, 충전된 전원을 부하에 공급하는 배터리 모듈; 상기 케이스의 전면에 구비되고, 상기 가정용 교류 전원 또는 차량용 전원을 공급받는 입력 단자부와, 상기 부하에 연결되어 전원을 공급하는 출력 단자부와, 상기 충전 또는 공급되는 전원 레벨을 조절하는 레벨 조정부와, 상기 배터리 모듈의 동작 상태, 상기 단자부의 연결 상태, 상기 레벨 조정부의 전원 레벨 상태를 표시하는 표시부를 포함하는 동작 설정 모듈; 및 각 구성요소의 동작을 제어하되, 사용자에 의하여 입력된 부하 전력 정보를 이용하여 피크 전력량을 연산하고, 상기 연산된 피크 전력량 내에서 상기 배터리 모듈로부터 부하로의 전원 공급을 제어하는 제어 모듈을 포함할 수 있다.The portable power generation and power supply apparatus according to an embodiment of the present invention includes a power generation module that generates a direct current power by rotating a rotation lever provided on a side surface of a case; A solar cell module located outside the case to receive solar heat and convert it into electric energy; A battery module which is provided in the case and receives the DC power and the electric energy from the power generation module and the solar cell module or receives the AC power or the vehicle power from the household power supply and supplies the charged power to the load; An input terminal portion provided on the front surface of the case and supplied with the household AC power or vehicle power supply; an output terminal portion connected to the load for supplying power; a level adjusting portion for adjusting the power level to be charged or supplied; An operation setting module including a display unit for displaying an operation state of the battery module, a connection state of the terminal unit, and a power supply level state of the level adjustment unit; And a control module for controlling the operation of each component, calculating a peak power amount using the load power information input by the user, and controlling power supply from the battery module to the load within the calculated peak power amount can do.
상기 제어 모듈은 상기 전원 레벨의 조정에 따라 상기 발전 모듈 또는 태양전지 모듈의 발전량 또는 충전량을 설정하고, 상기 설정된 발전량 또는 충전량에 따라 상기 발전 모듈 또는 태양전지 모듈의 동작을 제어할 수 있다.The control module sets the power generation amount or the charging amount of the power generation module or the solar cell module according to the adjustment of the power source level and controls the operation of the power generation module or the solar cell module according to the set power generation amount or the charging amount.
상기 제어 모듈은 상기 연산된 피크 전력량 내에서 부하로의 전력 공급을 시간대 별로 순차적으로 제어할 수 있다.The control module may sequentially control power supply to the load within the calculated peak power amount by time zone.
본 휴대용 발전 및 전원 장치는 상기 입력 단자부와 출력 단자부 사이에 연결되어 상기 가정용 교류 전원 또는 차량용 전원의 이상 동작시에도 동작되어 상기 부하로 전원을 공급하는 무정전 전원 공급 모듈을 더 포함할 수 있다.The portable power generation and power supply apparatus may further include an uninterruptible power supply module connected between the input terminal unit and the output terminal unit, and operable during an abnormal operation of the household AC power source or the vehicle power source to supply power to the load.
상기 배터리 모듈은 전원 충전을 위한 전기이중층 커패시터를 포함하는 밸런서 모듈을 더 포함할 수 있다.The battery module may further include a balancer module including an electric double layer capacitor for power charging.
상기 밸런서 모듈은 제1 전기이중층 커패시터와 제2 전기이중층 커패시터가 직렬로 연결된 전기이중층 커패시터; 및 상기 전기이중층 커패시터에 전기적으로 연결되며, 상기 전기이중층 커패시터에 밸런싱 전류를 보내 상기 전기이중층 커패시터를 밸런싱하는 밸런싱 회로를 포함하고, 상기 밸런싱 회로는 밸런싱 전류의 듀티비를 제어하여 상기 제1 전기이중층 커패시터에 충전된 제1 충전전압과 상기 제2 전기이중층 커패시터에 충전된 제2 충전전압을 일치시키고, 상기 밸런싱 회로는 상기 제1 충전전압과 상기 제2 충전전압 사이의 차이값이 기준 값보다 작으면 밸런싱 전류의 듀티비를 51~75%로 설정하고, 상기 차이값이 기준 값보다 높으면 밸런싱 전류의 듀티비를 76~99%로 설정할 수 있다.
The balancer module comprising: an electric double layer capacitor in which a first electric double layer capacitor and a second electric double layer capacitor are connected in series; And a balancing circuit electrically connected to the electric double layer capacitor and balancing the electric double layer capacitor by sending a balancing current to the electric double layer capacitor, the balancing circuit controlling the duty ratio of the balancing current, The first charging voltage charged in the capacitor is matched with the second charging voltage charged in the second electric double layer capacitor, and the balancing circuit determines that the difference value between the first charging voltage and the second charging voltage is smaller than the reference value The duty ratio of the balancing current is set to 51 to 75%, and if the difference value is higher than the reference value, the duty ratio of the balancing current can be set to 76 to 99%.
본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 발전 및 전원 장치는 배터리에 충전된 전원을 필요로 하는 부하에 때와 장소를 가리지 않고 공급하고 있기 때문에, 배터리 사용 효율을 향상시킬 수 있다.Since the portable power generation and power supply apparatus according to an embodiment of the present invention supplies power to a load that requires a battery-charged power regardless of the place and time, the battery use efficiency can be improved.
또한, 본 발명의 일 실시예는 평상 시에 배터리에 전원을 충전한 후 사용자에 의하여 입력되는 부하 전력 정보를 이용하여 연산되는 피크 전력량 내에서 전원 공급을 제어하고 있기 때문에, 전력을 효율적으로 관리할 수 있고, 전력 사용 효율을 향상시킬 수 있다.
In addition, since the power supply is controlled within the peak power amount calculated by using the load power information inputted by the user after the battery is charged in the normal state, the power can be efficiently managed And the power use efficiency can be improved.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 발전 및 전원 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 발전 및 전원 장치를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 2의 무정전 전원 공급 모듈을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 4는 도 3의 무정전 전원장치부를 나타내는 블록도이다.
도 5는 도 2의 밸런서 모듈을 나타내는 블록도이다.
도 6a 및 6b는 도 2의 제어 모듈의 부하로의 전원 공급 동작의 일 예를 나타내는 도면이다.1 is a view illustrating a portable power generation apparatus and a power supply apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram schematically illustrating a portable power generation and power supply apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram schematically illustrating the uninterruptible power supply module of FIG.
4 is a block diagram showing the uninterruptible power supply unit of FIG.
Figure 5 is a block diagram illustrating the balancer module of Figure 2;
6A and 6B are views showing an example of power supply operation to the load of the control module of FIG.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
DETAILED DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in which those skilled in the art can readily implement the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 발전 및 전원 장치를 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 발전 및 전원 장치를 개략적으로 나타내는 블록도이며, 도 3은 도 2의 무정전 전원 공급 모듈을 개략적으로 나타내는 블록도이고, 도 4는 도 3의 무정전 전원장치부를 나타내는 블록도이며, 도 5는 도 2의 밸런서 모듈을 나타내는 블록도이고, 도 6a 및 6b는 도 2의 제어 모듈의 부하로의 전원 공급 동작의 일 예를 나타내는 도면이다.2 is a block diagram schematically illustrating a portable power generation and power supply apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a block diagram of a portable power generation and power supply apparatus according to an embodiment of the present invention. 3 is a block diagram showing the uninterruptible power supply unit of FIG. 3, FIG. 5 is a block diagram showing the balancer module of FIG. 2, and FIGS. 6A and 6B are diagrams Fig. 7 is a diagram showing an example of power supply operation to the load of the control module. Fig.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 발전 및 전원 장치(1)는 케이스(10), 발전 모듈(11), 태양전지 모듈(12), 배터리 모듈(18), 동작 설정 모듈(13), 무정전 전원 공급 모듈(20) 및 제어 모듈(19)을 포함한다. 상기 발전 모듈(11), 배터리 모듈(18), 동작 설정 모듈(13), 무정전 전원 공급 모듈(20) 및 제어 모듈(19)은 케이스(10)에 탑재된다. 즉, 상기 케이스(10)의 전면에는 동작 설정 모듈(13)이 설치되고, 측면에는 발전 모듈(11)이 설치되며, 내부에는 배터리 모듈(18), 무정전 전원 공급 모듈(20) 및 제어 모듈(19)이 설치된다.1 and 2, a portable power generation and
상기 발전 모듈(11)은 케이스(10) 측면에 설치된 회전 레버(11a)의 회전에 의하여 직류 전원을 생성하는 장치로서, 회전 레버(11a)의 회전에 의한 회전 동력 에너지를 전기 에너지로 변환한다. 이러한 발전 모듈(11)은 직류 전원을 생성하는 직류 제너레이터일 수 있다. 상기 직류 제너레이터는 케이스(10) 외측의 회전 레버(11a)와 연동되어 있으며, 사용자가 회전 레버(11a)를 잡고 회전시키면, 그 회전 동력으로 코일과 마그네트의 간섭이 발생하여 전류가 생성된다. 이렇게 회전 레버(11a)의 회전으로 직류 제너레이터에서 직류 전원이 발생하면 배터리 모듈(18)에 전달되어 충전이 이루어진다.The power generation module 11 is a device for generating a direct current power by rotation of a
상기 태양전지 모듈(12)은 케이스(10) 외측에 위치되어 태양열을 공급받아 전기 에너지로 변환하는 장치로서, 태양열 에너지를 전기 에너지로 변환한다. 이렇게 변환된 전기 에너지는 배터리 모듈(18)에 전달되어 충전이 이루어진다.The
더불어 상기 발전 모듈(11)과 태양전지 모듈(12) 이외에도 가정용 교류 전원이나 차량의 시거잭을 이용하여서도 배터리 모듈(18)을 충전할 수 있다.In addition to the power generation module 11 and the
상기 배터리 모듈(18)은 케이스(10)의 내부에 구비되어 발전 모듈(11) 및 태양전지 모듈(12)로부터 직류 전원 및 전기 에너지를 공급받거나 가정용 교류 전원 또는 차량용 전원을 공급받아 충전되고, 충전된 전원을 부하(2)에 공급한다. 즉, 이러한 배터리 모듈(18)은 케이스(10) 내에 탑재되어 발전 모듈(11)을 통해 발전된 전원을 충전하거나, 후술하는 입력 단자부(14)를 통해 입력되어 변환부(미도시)에서 변환된 전원을 충전하며, 출력 단자부(15)에 부하(2)가 연결되면 부하(2) 측으로 전원을 공급하기 위해 충전된 전원을 방전시키도록 구성된다. 상기 배터리 모듈(18)에서 방전된 전원은 변환부에서 적절한 상태로 변환되어 출력 단자부(15)를 통해 부하(2) 측으로 전달된다. 또한, 상기 배터리 모듈(18)은 과충전이나 과방전을 위한 공지된 충전 제어 회로(미도시)를 포함할 수 있다.The
한편, 상기 배터리 모듈(18)은 발전 모듈(11) 및 태양전지 모듈(12)로부터 직류 전원 및 전기 에너지를 공급받거나 가정용 교류 전원 또는 차량용 전원을 공급받아 충전하는 충전 회로로 구성되고, 충전회로에는 에너지를 저장하는 전기이중충 커패시터를 포함하여 충전 효율 향상을 위한 밸런서 모듈(100)을 포함할 수 있다.The
도 5를 참조하면, 본 휴대용 발전 및 전원 장치의 배터리 모듈(18)에 구비된 밸런서 모듈(100)은 전기이중층 커패시터(EDLC)(110), 분압회로(120), 증폭회로(130), 전압 검출기(140), 펄스 발생기(150), 전압 비교기(160) 및 밸런싱 회로(170)를 포함한다.5, the
상기 전기이중층 커패시터(110)는 전기에너지를 저장하고 정전용량이 크며, 수초 내지 수십초 이내로 급속충전이 가능하다. 상기 전기이중층 커패시터(110)는 제1 전기이중층 커패시터(111) 및 제2 전기이중층 커패시터(112)를 포함한다. 상기 제1 전기이중층 커패시터(111)와 제2 전기이중층 커패시터(112)는 직렬로 연결된다. 여기서, 상기 전기이중층 커패시터(110)는 필요한 사용전압과 정전용량 확보를 위하여 복수 개의 전기이중층 커패시터를 직렬과 병렬로 연결하여 구성할 수 있다. The electric
상기 제1 전기이중층 커패시터(111)와 제2 전기이중층 커패시터(112)의 모든 특성이 동일하면 제1 전기이중층 커패시터(111)의 충전전압과 제2 전기이중층 커패시터(112)의 충전전압이 동일하므로, 기준전압(VR)은 수학식 1(VR = (VC1+VC2)/2)에 의해 결정된다. 여기서, 기준전압(VR)은 제1 전기이중층 커패시터(111)와 제2 전기이중층 커패시터(112)의 특성이 동일할 때의 이상적인 전압을 말한다. 또한, 상기 제1 전기이중층 커패시터(111)의 충전전압을 제1 충전전압(VC1)이라고 하고, 상기 제2 전기이중층 커패시터(112)의 충전전압을 제2 충전전압(VC2)이라고 하기로 한다.If all the characteristics of the first and second electric
그러나, 상기 제1 전기이중층 커패시터(111)와 제2 전기이중층 커패시터(112)의 특성이 동일하지 않으면, 상기 제2 전기이중층 커패시터(112)의 제2 충전전압(VC2)은 수학식 2(VC2 = VR-{(VC1-VC2)/2})에 의해 결정된다.However, if the characteristics of the first electric
따라서, 상기 제1 전기이중층 커패시터(111)의 제1 충전전압(VC1)과 제2 전기이중층 커패시터(112)의 제2 충전전압(VC2) 사이의 오차전압(VE)은 수학식 3(VE = VR-VC2)에 의해 결정된다.The error voltage VE between the first charging voltage VC1 of the first electric
상기 분압회로(120)는 전기이중층 커패시터(110)의 기준전압(VR)을 설정한다. 또한, 상기 분압회로(120)는 전기이중층 커패시터(110)의 밸런싱을 위한 밸런싱 개시전압(VB1, VB2)을 설정한다. 상기 분압회로(120)는 서로 직렬로 연결된 제1 저항(R1), 제2 저항(R2), 제3 저항(R3) 및 제4 저항(R4)을 포함한다. The
상기 분압회로(120)는 수학식 4(R1+R2 = R3+R4)를 만족시키는 저항 값으로 제1 저항(R1) 내지 제4 저항(R4)의 정수를 결정하는 것을 통하여, 전기이중층 커패시터(110)의 기준전압(VR)을 얻을 수 있다.The
또한, 상기 전기이중층 커패시터(110)의 밸런싱 개시전압(VB1, VB2)은 수학식 5(VB1 = VR+{VR*R2/(R1+R2)}, VB2 = VR-{VR*R3/(R3+R4)})에 의해 결정된다. 여기서, 상기 제1 전기이중층 커패시터(111)의 밸런싱 개시전압을 제1 밸런싱 개시전압이(VB1)라고 하고, 제2 전기이중층 커패시터(112)의 밸런싱 개시전압을 제2 밸런싱 개시전압(VB2)이라고 하기로 한다.The balancing start voltages VB1 and VB2 of the electric
상기 증폭회로(130)는 제1 전기이중층 커패시터(111)의 제1 충전전압(VC1)과 제2 전기이중층 커패시터(112)의 제2 충전전압(VC2) 사이의 오차전압(VE)을 증폭하여 펄스 발생기(150)의 입력 단자에 공급한다. 또한, 상기 증폭회로(130)는 플러스 입력단과 마이너스 입력단 및 출력단을 포함한다. 상기 플러스 입력단은 분압회로(120)에 전기적으로 연결된다. 상기 마이너스 입력단은 전기이중층 커패시터(110)에 전기적으로 연결되며, 마이너스 입력단과 전기이중층 커패시터(110) 사이에는 제5 저항(R5)이 연결된다. 또한, 상기 마이너스 입력단과 출력단 사이에는 제6 저항(R6)이 전기적으로 연결된다. 상기 증폭회로(130)는 펄스 발생기(150)를 제어하기에 충분한 전압으로 오차 전압(VE)을 증폭하며, 증폭회로(130)의 증폭율(AV)은 수학식 6(AV = R6/R5)에 의해 결정된다.The amplifying
상기 전압 검출기(140)는 전기이중층 커패시터(110)의 충전전압을 검출한다. 특히, 상기 전압 검출기(140)는 전기이중층 커패시터(110)의 최고충전전압(VH)을 검출한다. 상기 전압 검출기(140)는 전기이중층 커패시터(110)의 충전전압이 최고충전전압(VH)에 도달하면, 출력을 로우(L)에서 하이(H)로 전환하여 펄스 발생기(150) 및 밸런싱 회로(170)에 공급한다. 또한, 상기 전압 검출기(140)는 컨트롤러(20)와 연결되는 외부단자(P)에도 하이(H)를 출력하여 전기이중층 커패시터(110)의 충전전압이 최고충전전압(VH)에 도달했음을 알린다.The
또한, 상기 전압 검출기(140)는 히스터리시스 특성을 가지고 있어서 전기이중층 커패시터(110)의 충전전압이 최고충전전압(VH)에 도달하면 출력을 로우(L)에서 하이(H)로 전환한 다음, 충전전압이 다시 하강하여 최고충전전압(VH) 이하가 된다고 해도 출력을 하이(H)로 계속 유지한다. 그리고, 상기 전압 검출기(140)는 충전전압이 최저충전전압(VL) 이하로 내려가면 출력을 하이(H)에서 로우(L)로 전환하여, 회로 동작이 불안정해지지 않도록 한다.The
상기 펄스 발생기(150)에는 증폭회로(130)에서 증폭된 전압이 입력된다. 여기서, 상기 증폭회로(130)에서 증폭된 전압을 펄스 발생기(150)에 입력되는 입력전압(VI)이라고 한다. 상기 펄스 발생기(150)는 임의로 설정된 주파수의 구형파를 발생시키며 입력전압(VI)에 의해 듀티비가 제어되고, 듀티비에 의해 펄스를 발생시켜 전기이중층 커패시터(110)의 밸런스를 제어한다.The voltage amplified by the amplifying
즉, 상기 펄스 발생기(150)의 출력은 입력전압(VI)이 기준전압(VR)과 같을 때는 50%의 듀티비로 발진하고, 입력전압(VI)이 기준전압(VR)보다 낮으면 그 차이 값에 비례하여 듀티비가 높아지고, 입력전압(VI)이 기준전압(VR)보다 높으면 그 차이 값에 비례하여 듀티비가 낮아진다. 즉, 입력전압(VI)이 커질수록 듀티비는 낮아지므로, 입력전압(VI)에 따른 출력파형의 듀티비의 기울기는 마이너스 값을 가진다.That is, the output of the
상기 펄스 발생기(150)는 2개의 발진 모드를 가지고 있다. 상기 펄스 발생기(150)는 전압 검출기(140)의 출력이 하이(H)이면 입력전압(VI)에 따른 듀티비의 변화가 급격한 모드로 바뀌고, 전압 검출기(140)의 출력이 로우(L)이면 입력전압(VI)에 따른 듀티비의 변화가 완만한 모드로 바뀐다. 즉, 상기 펄스 발생기(150)는 전압 검출기(140)의 출력이 하이(H)이면 입력전압(VI)에 따른 듀티비의 변화율이 크고, 전압 검출기(140)의 출력이 로우(L)이면 입력전압(VI)에 따른 듀티비의 변화율이 낮다.The
상기 펄스 발생기(150)는 전압 검출기(140)의 출력이 로우(L)일 때 입력전압(VI)에 따른 듀티비 변화가 완만하므로, 충전과정에서 제1 전기이중층 커패시터(111)의 제1 충전전압(VC1)과 제2 전기이중층 커패시터(112)의 제2 충전전압(VC2) 간에 차이가 발생하면 그 때마다 밸런싱 회로(170)를 동작시켜 그 차이가 없어지도록 제어한다. 즉, 상기 펄스 발생기(150)는 제1 충전전압(VC1)과 제2 충전전압(VC2) 사이의 오차전압(VE)이 크면 듀티비를 크게 하여 제1 충전전압(VC1)과 제2 충전전압(VC2)이 빠르게 같아지도록 만들고, 오차전압(VE)이 작으면 듀티비를 작게하여 밸런싱 전류를 줄임으로써 충전에너지 효율을 향상시킨다.Since the
이와 같이, 본 밸런서 모듈(100)는 밸런싱에 필요한 전류 값에 따라 듀티비를 적절하게 제어하여 평균전류 값을 선형적으로 제어할 수 있으므로, 고정값을 갖는 방전저항(174)을 사용하면서도 다양한 값을 가진 여러 개의 방전저항을 사용하여 필요할 때마다 적절하게 교체한 것과 동일한 효과를 얻을 수 있다.As described above, the
또한, 상기 펄스 발생기(150)는 전압 검출기(140)의 출력이 하이(H)이면 입력전압(VI)에 따른 듀티비 변화가 급격하므로, 작은 오차전압(VE)에도 민감하게 반응하여 제1 충전전압(VC1)과 제2 충전전압(VC2) 사이의 오차전압(VE)을 최소한으로 줄인다. 상기 전기이중층 커패시터(110)의 충전전압이 최고충전전압(VH)에 도달하면, 약간의 오차전압(VE)에도 전기이중층 커패시터(110)의 정격전압을 초과할 수 있으므로 민감한 제어가 필요하다. 본 밸런서 모듈(100)는 이러한 민감한 제어가 가능하므로 전기이중층 커패시터(110)의 최고충전전압(VH)을 정격전압에 근접하는 값으로 설정할 수 있으므로, 전기이중층 커패시터(110)의 충전전압을 최대한으로 높일 수 있어 충전 에너지 양을 극대화할 수 있다. 즉, 상기 전기이중층 커패시터(110)의 최고충전전압(VH)을 제1 전기이중층 커패시터(110)의 정격전압과 제2 전기이중층 커패시터(112)의 정격전압에 근접하는 값으로 설정할 수 있으므로, 동일한 충전 에너지를 저장함에 있어서 전기이중층 커패시터의 개수를 최소한으로 줄이는 것이 가능하여 원가를 절감할 수 있다.When the output of the
상기 전압 비교기(160)는 펄스 발생기에 입력되는 입력전압(VI)과 밸런싱 개시전압(VB1, VB2)을 비교한다. 상기 전압 비교기(160)는 제1 전압비교기(161)와 제2 전압 비교기(162)를 포함한다.The
상기 제1 전압 비교기(161)는 입력전압(VI)과 제1 밸런싱 개시전압(VB1)을 비교하고, 입력전압(VI)이 제1 밸런싱 개시전압(VB1) 이하면 로우(L)를 출력하고 입력전압(VI)이 제1 밸런싱 개시전압(VB1) 이상이면 하이(H)를 출력하여 밸런싱 회로(170)에 공급한다. 상기 입력전압(VI)이 제1 밸런싱 개시전압(VB1) 이상이라는 것은 제1 충전전압(VC1)이 제2 충전전압(VC2)보다 제1 저항(R1)과 제2 저항(R2)에 의하여 임의로 설정된 값 이상으로 높다는 것을 의미한다.The
상기 제2 전압 비교기(162)는 입력전압(VI)과 제2 밸런싱 개시전압(VB2)을 비교하고, 입력전압(VI)이 제2 밸런싱 개시전압(VB2) 이상이면 로우(L)를 출력하고 입력전압(VI)이 제2 밸런싱 개시전압(VB2) 이하면 하이(H)를 출력하여 밸런싱 회로(170)에 공급한다. 상기 입력전압(VI)이 제2 밸런싱 개시전압(VB2) 이하라는 것은 제2 충전전압(VC2)이 제1 충전전압(VC1)보다 제3 저항(R3)과 제4 저항(R4)에 의하여 임의로 설정된 값 이상으로 높다는 것을 의미한다. 즉, 상기 입력전압(VI)이 제2 밸런싱 개시전압(VB2)보다 낮으면, 제2 전압 검출기(162)의 출력이 하이(H)고 제1 전압 검출기(161)의 출력은 로우(L)다. 또한, 상기 입력전압(VI)이 제2 밸런싱 개시전압(VB2)보다 높고 제1 밸런싱 개시전압(VB1)보다 낮으면, 제1 전압 검출기(161) 및 제2 전압 검출기(162)의 출력은 모두 로우(L)다. 또한, 상기 입력전압(VI)이 제1 밸런싱 개시전압(VB1)보다 높으면 제1 전압 검출기(161)의 출력은 하이(H)이고 제2 전압 검출기(162)의 출력은 로우(L)이다.The
이와 같이, 상기 제1 전압 검출기(161)와 제2 전압 검출기(162)는 입력전압(VI)이 제1 충전전압(VC1)과 제2 충전전압(VC2) 사이에서 임의로 설정된 값 이상의 값을 가지는 구간에서 모두 로우(L)를 출력하므로, 미세한 충전전압의 오차에서 밸런서의 무리한 동작을 방지하여 충전 에너지 효율이 저하되는 것을 방지한다.The
상기 밸런싱 회로(170)는 펄스 발생기(150)의 출력을 전달받아 전기이중층 커패시터(110)를 밸런싱한다. 상기 밸런싱 회로(170)는 스위치 회로(171), 제1 스위칭 트랜지스터(172), 제2 스위칭 트랜지스터(173) 및 방전저항(174)을 포함한다.The
상기 스위치 회로(171)는 펄스 발생기(150)의 출력을 전달받아 제1 스위칭 트랜지스터(172) 및 제2 스위칭 트랜지스터(172)에 공급한다. 상기 스위치 회로(171)는 전압 검출기(140), 펄스 발생기(150) 및 전압 비교기(160)에 전기적으로 연결된다. 또한, 상기 스위치 회로(171)는 제1 입력단자(C1), 제2 입력단자(C2), 제1 출력단자(O1) 및 제2 출력단자(O2)를 포함한다. 상기 제1 입력단자(C1)에는 제1 전압 비교기(161)의 출력이 입력되고, 제2 입력단자(C2)에는 제2 전압 비교기(162)의 출력이 입력된다. 또한, 상기 제1 출력단자(O1)의 출력은 제1 스위칭 트랜지스터(172)에 공급되고, 제2 출력단자(O2)의 출력은 제2 스위칭 트랜지스터(173)에 공급된다.The
이와 같이, 본 발명에서는 배터리 모듈(18)에 밸런서 모듈(100)를 포함하는 충전회로를 구성함으로써, 제1 전기이중층 커패시터(111)의 제1 충전전압과 제2 전기이중층 커패시터(112)의 제2 충전전압의 차이를 파라미터로 하여 밸런싱 전류의 듀티비를 제어함으로써, 밸런싱 회로가 동작하는 시간을 최소한으로 줄여 에너지 저장효율을 향상시킬 수 있다.Thus, in the present invention, by configuring the charging circuit including the
상기 동작 설정 모듈(13)은 케이스(10)의 전면에 구비되고, 가정용 교류 전원 또는 차량용 전원을 공급받는 입력 단자부(14)와, 부하(2)에 연결되어 전원을 공급하는 출력 단자부(15)와, 충전 또는 공급되는 전원 레벨을 조절하는 레벨 조정부(16)와, 배터리 모듈(18)의 동작 상태, 단자부(14, 15)의 연결 상태, 레벨 조정부(16)의 전원 레벨 상태를 표시하는 표시부(17)를 포함한다.The
상기 입력 단자부(14)는 가정이나 사무실의 상용 전기(교류)를 이용한 배터리 모듈(18)의 충전이나, 차량의 시거잭을 통해 출력되는 전원(직류)을 이용한 배터리 모듈(18)의 충전을 위해 마련되며, 시거잭 케이블이나 전원 플러그의 단자가 접속될 수 있는 소켓을 포함하여 이루어진다. 즉, 시거잭 케이블이나 전원 플러그의 단자가 접속되어 교류 전원 또는 직류 전원이 입력되면 이를 변환부로 전달하여 배터리 모듈(18)의 충전을 위한 상태로 변환이 이루어지도록 한다. 상기 변환부는 입력 단자부(14)를 통해 입력되는 교류 또는 직류 전원을 배터리 모듈(18)에 충전하기 위한 상태로 변환하여 배터리 모듈(18)에 전달하거나, 배터리 모듈(18)에 충전된 전원을 출력 단자부(15)에 연결된 부하(2)의 종류에 따라 적절하게 변환하여 출력 단자부(15)로 전달하기 위한 것이다. 이러한 변환부는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 정류부와, 배터리 모듈(18)에 충전되어 있는 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터와, 낮은 전압을 필요로 하는 전압으로 높여주는 승압부와, 교류 전원을 필요로 하는 부하(2)가 연결되었을 시 배터리 모듈(18)의 직류 전원을 발진시켜 주파수를 부여하는 발진부와, 출력 단자부(15)에 직류 전원을 필요로 하는 부하(2)가 연결되었을 시, 배터리 모듈(18)의 14V 직류 전원을 12V 직류 전원으로 변환하는 DC-DC컨버터 등을 포함할 수 있다. 본 발명에서는 상술한 변환부가 공지된 구성에 해당되어 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.The
상기 출력 단자부(15)는 전원을 필요로 하는 전자기기(부하(2))에 전원을 공급하기 위하여 부하(2)가 연결될 수 있도록 하는 구성이며, 전원 플러그가 접속될 수 있는 접속구를 포함하여 이루어진다.The
상기 레벨 조정부(16)는 사용자가 충전레벨을 조절하거나 다양한 모드를 설정하기 위한 버튼, 스위치, 볼륨 형태의 조절장치로 구성된다. 이러한 레벨 조정부(16)는 회전 레버(11a)를 통해 수동으로 발전을 시킬 시 사용자가 적당한 충전 레벨을 조절할 수 있도록 하고, 이때 조절 여부에 따라 발전 모듈(11)의 발전량을 조절한다. 즉, 강한 힘으로 오랫동안 회전 레버(11a)를 돌릴 수 있는 사용자의 경우 레벨 조정부(16)를 통해 충전 레벨을 높게 조절할 수 있고, 이에 따라 발전 모듈(11)의 발전량을 높게 설정할 수 있다. 따라서, 이후 회전 레버(11a)를 돌리게 되면 발전 모듈(11)에서 생산되는 발전량이 높아지게 된다. 이와 반면에, 힘이 약한 어린 아이의 경우 충전 레벨을 높게 조절한 상태에서는 회전 레버(11a)를 돌릴 수가 없으므로, 이 경우에는 레벨 조절부를 통해 충전레벨을 낮게 조절할 수 있고, 이에 따라 발전 모듈(11)의 발전량을 낮게 설정하게 된다. 이후에는 약한 힘으로 회전 레버(11a)를 돌리게 되더라도 발전 모듈(11)을 통한 발전이 가능하다. The
또한, 상기 레벨 조정부(16)의 하부에는 배터리 모듈(18)의 충전을 위한 모드, 또는 전원을 필요로 하는 부하에 따른 배터리 모듈(18)의 출력 모드를 설정할 수 있는 모드 설정부(16a)가 구비되어 있다.A
상기 표시부(17)는 케이스(10) 전면에 설치되어, 본 휴대용 발전 및 전원 장치의 온오프(On/Off) 상태나, 배터리 모듈(18)의 충전 잔량상태, 오작동 여부 등을 시각적으로 알려주기 위한 장치이고, 사용자의 터치 입력이 가능하도록 LCD(Liquid Crystal Display), LED(Liquid Emitting Diode), OLED(Organic LED), AMOLED(Active Matrix OLED) 방식을 사용할 수 있다. 본 발명에서는 표시부(17) 외에 별도의 알림램프나 부저를 통해서도 장치의 상태를 알릴 수 있다.The
상기 무정전 전원 공급 모듈(20)은 입력 단자부(14)와 출력 단자부(15) 사이에 연결되어 가정용 교류 전원 또는 차량용 전원의 이상 동작시에도 동작되어 부하(2)로 전원을 공급하는 장치로서, 도 3에 도시된 바와 같이 무정전 전원장치부(22), 제1 스위치(SW1), 가변 임피던스부(23), 제2 스위치(SW2) 및 제어 모듈(19)을 포함하여 형성된다. The uninterruptible
그리고, 상기 무정전 전원 공급 모듈(20)은 입력 필터부(21)를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기의 구성들에 의해, 상기 무정전 전원 공급 모듈(20)은 평상 모드, 정전 모드 및 장치 이상 모드의 세 가지 동작을 하게 된다.The uninterruptible
상기 입력 필터부(21)는 상용 전원 등이 입력되는 입력 단자부(14)에 연결되어 있다. 그리고, 상기 입력 필터부(21)는 상용 전원 즉, 교류(AC) 전원의 전기적 노이즈를 필터링한다.The
상기 무정전 전원장치부(22)는 상용 전원 측에 연결되어, 입력 필터부(21)를 통과한 전원이 입력될 수 있다. 또한, 상기 무정전 전원장치부(22)는 제1 스위치(SW1)와 직렬로 연결되어 있다. 또한, 상기 무정전 전원장치부(22)는 상용 전원에 이상이 생겼을 경우, 자체적으로 부하(2)에 전원을 공급하는 장치이다.The uninterruptible
상기 가변 임피던스부(23)는 무정전 전원장치부(22) 및 제1 스위치(SW1)에 병렬로 연결되어 있다. 그리고, 상기 가변 임피던스부(23)에는 제2 스위치(SW2)가 직렬로 연결되어 있다. 또한, 상기 가변 임피던스부(23)는 무정전 전원장치부(22)와 동일한 임피던스로 제어된다.The
상기 제어 모듈(19)은 평상 모드, 정전 모드 및 장치 이상 모드에 따라 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)를 제어한다. 이하, 각 모드에 따른 제어 모듈(19)의 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)의 구체적 제어에 대하여 설명하도록 한다.The
상기 평상 모드는 상용 전원과 무정전 전원장치부(22) 모두 이상없이 동작할 때의 모드이다. 상기 평상 모드 시에는 제어 모듈(19)의 제어에 의하여, 제1 스위치(SW1)가 닫히고, 제2 스위치(SW2)도 닫혀 있게 된다. 따라서, 상기 상용 전원은 무정전 전원장치부(22)와 가변 임피던스부(23)를 거쳐 부하(2)에 전달된다. 상기 무정전 전원장치부(22)와 가변 임피던스부(23)는 임피던스가 같게 유지되므로, 각각에 흐르는 전류(Ia, Ib)는 같게 된다. 그리고, 상기 부하(2)에 전달되는 전류(Ic)는 무정전 전원장치부(22)를 통과한 전류(Ia)와 가변 임피던스부(23)를 통과한 전류(Ib)의 합이 된다.The normal mode is a mode when both the commercial power source and the uninterruptible
상기 정전 모드는 무정전 전원장치부(22)는 정상이고, 상용 전원이 공급되지 않는 때의 모드이다. 상기 정전 모드 시에는 제어 모듈(19)의 제어에 의하여, 제1 스위치(SW1)는 닫히고, 제2 스위치(SW2)는 열리게 된다. 그리고, 상기 무정전 전원장치부(22)에 연결된 배터리 모듈(18)에 저장된 전원이 부하(2)에 공급된다. 이에 의하여, 정전 시에도 부하(2)는 지속적인 전원의 공급을 받을 수 있다.The power failure mode is a mode when the uninterruptible
상기 장치 이상 모드는 상용 전원이 정상적으로 공급되고, 무정전 전원장치부(22)에 이상이 생겼을 때의 동작 모드이다. 상기 장치 이상 모드시에는 제어 모듈(19)의 제어에 의하여, 제1 스위치(SW1)는 열리고, 제2 스위치(SW2)는 닫히게 된다. 따라서, 상기 상용 전원은 가변 임피던스부(23)를 거쳐 부하(2)에 전달된다. 즉, 상기 가변 임피던스부(23)는 흐르는 전류(Ib)와 부하(2)에 전달되는 전류(Ic)는 같게 된다.The device malfunction mode is an operation mode when commercial power is normally supplied and an unusual occurrence occurs in the uninterruptible
상기와 같이 제어 모듈(19)의 제어에 의하여 병렬로 연결된 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)의 제어가 가능하여, 모드 전환 때 절체 시간이 존재하지 않는다. 상기 제어 모듈(19)의 상세한 구성 및 동작에 대해서는 후술하도록 한다.The first switch SW1 and the second switch SW2 connected in parallel under the control of the
도 4를 참조하면, 상기 무정전 전원장치부(22)는 정류부(222), 인버터부(223)를 포함하고, 휴즈부(221), LC 필터부(224) 및 리액터부(225)를 더 포함하여 형성될 수 있다.4, the uninterruptible
상기 휴즈부(221)는 휴즈(fuse)로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 휴즈부(221)는 무정전 전원장치부(22)에 이상이 발생되었을 때, 끊어져서 무정전 전원장치부(22)에 더 이상 전원이 공급되지 않게 할 수 있다.The
상기 정류부(222)는 입력되는 교류 형태의 상용전원을 직류 전원으로 정류한다.The rectifying
상기 인버터부(223)는 평상 모드시에는 정류부(222)를 거친 직류 전원을 교류 전원으로 변환한다. 그리고, 상기 인버터부(223)는 정전 모드시에는 배터리 모듈(18)에 축적된 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 부하(2) 측으로 전달하게 된다.The
상기 LC 필터부(224)는 인버터부(223)와 부하(2) 사이에 연결될 수 있다. 그리고, 상기 LC 필터부(224)는 인버터부(223)를 통과한 전원의 노이즈를 제거한다.The
상기 리액터부(225)는 인버터부(223)와 부하(2) 사이에 연결될 수 있다. 상기 리액터부(225)는 큰 유도성인 리액턴스를 갖는 리액터로 이루어질 수 있다. 상기 리액터부(225)는 출력단 전류의 급격한 변화를 상쇄하기 위한 것으로, 특히, 무정전 전원장치부(22)를 모듈러 형식으로 병렬 연결하게 될 때 유용할 수 있다.The
상기 배터리 모듈(18)은 다수개의 배터리로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 배터리 모듈(18)에는 상용 전원의 공급 중단 등에 대비하여, 발전 모듈(11) 또는 태양전지 모듈(12) 등으로부터 전원이 충전되어 있다. 즉, 상기 정전 시에는 배터리 모듈(18)은 인버터부(223)를 통해 부하(2)에 전원을 공급하게 된다.The
상기 제어 모듈(19)은 각 구성요소의 동작을 제어하되, 전원 레벨의 조정에 따라 발전 모듈(11) 또는 태양전지 모듈(12)의 발전량 또는 충전량을 설정하고, 상기 설정된 발전량 또는 충전량에 따라 발전 모듈(11) 또는 태양전지 모듈(12)의 동작을 제어할 수 있다.The
또한, 상기 제어 모듈(19)은 사용자에 의하여 입력된 부하 전력 정보를 이용하여 피크 전력량을 연산하고, 상기 연산된 피크 전력량 내에서 배터리 모듈(18)로부터 부하(2)로의 전원 공급을 제어할 수 있다. 즉, 상기 제어 모듈(19)은 상기 연산된 피크 전력량 내에서 부하(2)로의 전력 공급을 시간대 별로 순차적으로 제어할 수 있다. 예를 들면, 상기 제어 모듈(19)은 도 6a에 도시된 바와 같이, 본 휴대용 발전 및 전원 장치에 연결된 3개의 부하(2)(#1, #2, #3)에 전력이 각각 A.M. 12~P.M. 2, P.M. 2~P.M. 4, P.M 4~P.M. 6의 시간대 별로 각각 2시간씩 순차 공급(Sequential Charging)된다. 또한, 상기 제어 모듈(19)은 도 6b에 도시된 바와 같이, 본 휴대용 발전 및 전원 장치에 연결된 3개의 부하(2)(#1, #2, #3)에 전력이 각각 A.M. 12~ P.M. 6의 시간대에 별로 감소된 전력(화살표의 폭이 좁아짐)으로 각각 6시간 또는 2시간 동안 동일하게 병렬 공급(Reduced Parallel Charging)된다.The
또한, 본 발명의 실시예에 따른 휴대용 발전 및 전원 장치는, 배터리 모듈(18)이 거의 완전하게 방전되어 배터리 모듈(18)의 전원을 부하(2)로 전달할 수 없는 상황에서도 수동으로 발전된 전원을 부하(2)로 직접 전달하기 위한 구성들을 더 포함할 수도 있다.The portable power generation and power supply apparatus according to the embodiment of the present invention can also be used to provide a manually generated power source even when the
상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 발전 및 전원 장치에 따르면, 배터리에 충전된 전원을 필요로 하는 부하(2)에 때와 장소를 가리지 않고 공급하고 있기 때문에, 배터리 사용 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 평상 시에 배터리에 전원을 충전한 후 사용자에 의하여 입력되는 부하 전력 정보를 이용하여 연산되는 피크 전력량 내에서 전원 공급을 제어하고 있기 때문에, 전력을 효율적으로 관리할 수 있고, 전력 사용 효율을 향상시킬 수 있다.According to the portable power generation and power source apparatus according to the embodiment of the present invention configured as described above, since the power source charged in the battery is supplied to the
한편, 상기 휴대용 발전 및 전원 장치(1)의 케이스(10)는 폴리프로필렌 수지 조성물로 이루어질 수 있다. 즉, 상기 케이스는 (A)결정성 폴리프로필렌, (B)에틸렌부틸아크릴레이트 중합체, (C)스틸렌계 수첨 블록공중합체 및 (D)무기충전제를 포함하는 폴리프로필렌 수지 조성물로 성형될 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 이러한 폴리프로필렌 수지 조성물로 케이스를 성형하여 프라이머를 도포하지 않아도 우수한 도장 밀착성 및 우수한 내충격성을 나타낼 수 있다.Meanwhile, the
(A)결정성 폴리프로필렌 (A) crystalline polypropylene
상기 (A)결정성 폴리프로필렌은 결정성 폴리프로필렌 단독중합체, 및 C2 내지 C20(C3 제외)의 알파-올레핀 단량체를 포함하는 프로필렌-알파 올레핀 결정성 공중합체 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The crystalline polypropylene (A) may comprise at least one selected from a crystalline polypropylene homopolymer and a propylene-alpha olefin crystalline copolymer comprising C2 to C20 (excluding C3) alpha-olefin monomers .
상기 알파-올레핀 단량체의 구체적인 예로서는 에틸렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 4-메틸펜텐, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-데센 등일 수 있으며, 바람직하게는 에틸렌일 수 있다. 상기 프로필렌-알파 올레핀 결정성 공중합체는 블록공중합체 또는 랜덤공중합체 등 일 수 있으나, 이에 제한하는 것은 아니다.Specific examples of the alpha-olefin monomers may be ethylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 4-methylpentene, 1-heptene, 1-octene and 1-decene and preferably ethylene. The propylene-alpha olefin crystalline copolymer may be, but is not limited to, a block copolymer or a random copolymer.
상기 프로필렌-알파 올레핀 결정성 공중합체에서 프로필렌 중합단위의 함량은 특별히 제한하지 않으나, 공중합체 내에서 50중량% 이상 포함하는 것이 바람직하다.The content of the polymerization unit of propylene in the propylene-alpha-olefin crystalline copolymer is not particularly limited, but is preferably 50 wt% or more in the copolymer.
상기 (A)결정성 폴리프로필렌은 입체규칙성에 관련해서 특별히 제한하지 않으나, 본 발명의 목적을 달성시킬 수 있는 결정성 폴리프로필렌이라면 제한없이 사용될 수 있으며, 보다 구체적으로, C-NMR(핵자기 공명 스펙트럼)로 측정한 아이소탁틱 펩타드 분율이 0.80~0.99일 수 있고, 바람직하게는 0.85~0.99일 수 있다.The crystalline polypropylene (A) is not particularly limited in terms of stereoregularity, but any crystalline polypropylene that can achieve the object of the present invention can be used without limitation, and more specifically, C-NMR (nuclear magnetic resonance Spectrum) may be from 0.80 to 0.99, and preferably from 0.85 to 0.99.
상기 (A)결정성 폴리프로필렌의 용융흐름지수(MFI, 230℃, 2.16kg 하중)는 20~60g/10분일 수 있으며, 바람직하게는 20~50g/10분일 수 있다.The melt flow index (MFI, 230 ° C, 2.16 kg load) of the crystalline polypropylene (A) may be 20 to 60 g / 10 min, preferably 20 to 50 g / 10 min.
상기 (A)결정성 폴리프로필렌은 상기 수지 조성물에 대해 44~57중량% 포함될 수 있다. 상기 (A)결정성 폴리프로필렌의 함량이 44중량% 미만으로 포함되면 도장부착력이 저하될 수 있고, 57 중량%를 초과하면 굴곡탄성율 및 도장부착력이 저하될 수 있어 바람직하지 않다.The crystalline polypropylene (A) may be contained in an amount of 44 to 57% by weight based on the resin composition. If the content of the crystalline polypropylene (A) is less than 44% by weight, the coating adhesion may be deteriorated. If the content of the crystalline polypropylene is more than 57% by weight, the flexural modulus and the coating adhesion may be lowered.
(B)에틸렌부틸아크릴레이트 중합체(B) Ethylene butyl acrylate polymer
상기 (B)에틸렌부틸아크릴레이트 중합체에서 부틸아크릴레이트는 중합단위 비율로 20~40중량% 포함될 수 있고, 바람직하게는 25~40중량%일 수 있다.In the ethylene butyl acrylate polymer (B), butyl acrylate may be contained in an amount of 20 to 40% by weight, preferably 25 to 40% by weight, based on the polymerization unit.
상기 (B)에틸렌부틸아크릴레이트 중합체는 상기 폴리프로필렌 수지 조성물에 대해 9~21중량% 포함될 수 있다. 상기 (B)에틸렌부틸아크릴레이트 중합체의 함량이 9중량% 미만이면 도장밀착성이 열세하고 21중량%를 초과하면 굴곡탄성율이 현저히 저하될 수 있어 바람직하지 않다.The ethylene butyl acrylate polymer (B) may be contained in an amount of 9 to 21% by weight based on the polypropylene resin composition. When the content of the ethylene butyl acrylate polymer (B) is less than 9% by weight, the coating adhesion is poor, and when the content is more than 21% by weight, the flexural modulus may remarkably decrease.
상기 (B)에틸렌부틸아크릴레이트 공중합체의 용융지수(190℃, 2.16kg하중)는 5~250g/10min일 수 있고, 바람직하게는 10~200g/10min일 수 있다.The melt index (190 ° C, 2.16 kg load) of the ethylene butyl acrylate copolymer (B) may be 5 to 250 g / 10 min, and preferably 10 to 200 g / 10 min.
(C)스틸렌계 수첨 블록공중합체(C) a styrene-based hydrogenated block copolymer
(C)스틸렌계 수첨 블록공중합체는 상기 폴리프로필렌 수지 조성물에 도장 밀착성 및 내충격성을 보다 개선시킬 수 있다.(C) styrene-based hydrogenated block copolymer can further improve paint adhesion and impact resistance to the polypropylene resin composition.
상기 (C)스틸렌계 수첨 블록공중합체는 스틸렌-에틸렌-부텐-스틸렌 블록공중합체(SEBS), 스틸렌-에틸렌-프로필렌-스틸렌 블록공중합체(SEPS), 스티렌-부타디엔-부틸렌-스티렌 블록공중합체, 스틸렌-에틸렌-이소플렌-스틸렌 블록공중합체, 아크릴로니트릴-부틸렌-스틸렌 블록공중합체 등 중에서 선택된 1종 이상일 수 있으며, 바람직하게는 스틸렌-에틸렌-부텐-스틸렌 블록공중합체(SEBS) 및 스틸렌-에틸렌-프로필렌-스틸렌 블록공중합체(SEPS)일 수 있다.The styrene-based hydrogenated block copolymer (C) is preferably a styrene-ethylene-butene-styrene block copolymer (SEBS), a styrene-ethylene-propylene- , Styrene-ethylene-isoprene-styrene block copolymer, acrylonitrile-butylene-styrene block copolymer and the like, preferably styrene-ethylene-butene-styrene block copolymer (SEBS) and Styrene-ethylene-propylene-styrene block copolymer (SEPS).
상기 (C)스틸렌계 수첨 블록공중합체는 상기 폴리프로필렌 수지 조성물에 대해 7 ~ 21중량% 포함될 수 있으며, 바람직하게는 10 ~ 18중량%일 수 있다. 상기 상기 (C)스틸렌계 수첨 블록공중합체의 함량이 7중량% 미만이면 도장밀착성이 저하되고, 21중량%를 초과하면 강성 등과 같은 기계적 물성 및 도장밀착성 등이 저하될 수 있어 바람직하지 않다.The styrene-based hydrogenated block copolymer (C) may be contained in an amount of 7 to 21% by weight, preferably 10 to 18% by weight, based on the polypropylene resin composition. When the content of the styrene-based hydrogenated block copolymer (C) is less than 7% by weight, the coating adhesion is decreased. When the content is more than 21% by weight, mechanical properties such as rigidity and coating adhesion may be lowered.
(D)무기충전제(D) Inorganic filler
상기 무기충전제는 상기 폴리프로필렌 수지 조성물의 강성을 보강하기 위해서 사용될 수 있으며, 상기 무기충전제는 활석(Talc), 황산바륨 및 칼슘카보네이트 중에서 선택된 1종 이상일 수 있으며, 바람직하게는 활석일 수 있다.The inorganic filler may be used to reinforce the rigidity of the polypropylene resin composition. The inorganic filler may be at least one selected from the group consisting of talc, barium sulfate and calcium carbonate, preferably talc.
상기 활석의 입경은 레이저 회절법에 따라서 측정된 입자 누적 분포 곡선으로부터 판독한 누적 50중량%의 입경치로부터 구할 수 있으며, 상기 평균입경이 10㎛이하이고, 바람직한 것은 0.5~8㎛일 수 있다. 상기 활석의 입경이 상기 범위를 벗어나면 휨 탄성율이 저하될 수 있어 바람직하지 않다.The particle size of the talc can be determined from the grain size of 50% by weight accumulated from the particle cumulative distribution curve measured according to the laser diffraction method, and the average particle size can be 10 탆 or less, preferably 0.5 to 8 탆. If the particle diameter of the talc is out of the above range, the flexural modulus may be lowered, which is not preferable.
또한, 상기 활석은 중합체와의 접착성 또는 분산성을 향상시키기 위해서 각종의 유기 티타네이트(titanate)계 커플링(Coupling)제, 유기실란 커플링(Coupling)제, 불포화카르본산, 또는 그 무수물을 그라프트(graft)한 변성 폴리올레핀(Polyolefin), 지방산, 지방산 금속염, 지방산 에스테르(ester) 등으로 표면처리될 수 있다.The talc may contain various organic titanate-based coupling agents, organic silane coupling agents, unsaturated carboxylic acids, or anhydrides thereof in order to improve the adhesiveness or dispersibility with the polymer. Grafted polyolefins, fatty acids, fatty acid metal salts, fatty acid esters, and the like.
상기 무기충전제는 상기 폴리프로필렌계 수지 조성물에 대하여 10~23중량% 포함될 수 있고, 바람직하게는 10~21중량%일 수 있다. 상기 무기충전제의 함량이 10중량% 미만이면 굴곡탄성율이 현저히 부족하거나 도장밀착성이 떨어지고, 25중량%를 초과하면 내충격성이 저하될 수 있어 바람직하지 않다.The inorganic filler may be contained in an amount of 10 to 23% by weight, preferably 10 to 21% by weight, based on the polypropylene resin composition. If the content of the inorganic filler is less than 10% by weight, the flexural modulus may be insufficient or the coating adhesion may be deteriorated. If the content of the inorganic filler is more than 25% by weight, the impact resistance may be deteriorated.
본 발명에 의한 폴리프로필렌 수지 조성물은 본 발명의 효과를 현저하게 손상시키지 않은 범위에서, 다른 부가적 성분을 더 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 용매, 페놀계 및 인계 산화방지제, 힌다드 아민(amine)계, 벤조페논(Benzophenone)계, 벤조트리아졸(benzotriazol)계의 내후 열화 방지제, 유기 알루미늄(aluminium)화합물, 유기인 화합물 등의 핵제, 스테아진산의 금속염에 대표되는 분산제, 퀴나크리돈(quinacridone), 산화티탄(titan), 카본블랙(carbon black)등의 착색 물질 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한하는 것은 아니다.The polypropylene resin composition according to the present invention may further contain other additional components as long as the effect of the present invention is not significantly impaired. More specifically, it is preferable to use a solvent, a phenol-based and phosphorus-based antioxidant, a hindered amine-based, a benzophenone-based, benzotriazole-based weathering deterioration inhibitor, an organic aluminum compound, A dispersant represented by metal salt of stearic acid, a coloring material such as quinacridone, titanium oxide, and carbon black, but the present invention is not limited thereto.
본 발명에 의한 폴리프로필렌 수지 조성물은 본 기술 분야에서 알려진 수지 조성물의 제조방법에 따라 제조될 수 있으며, 예를 들어, 구성성분들을 교반-혼합장치[예:Hensel혼합기, 슈퍼 혼합기 또는 텀블러 혼합기]에 충전시키고, 상기 혼합물을 1~10분 동안 교반-혼합시키고, 180~230℃의 온도에서 압연기 또는 압출기를 사용하여 용융 및 혼련시켜 펠렛화될 수 있다.The polypropylene resin composition according to the present invention can be produced according to a process for producing a resin composition known in the art, for example, by mixing the components in a stirring-mixing apparatus such as a Hensel mixer, a super mixer or a tumbler mixer And the mixture is agitated-mixed for 1 to 10 minutes and can be pelletized by melting and kneading at a temperature of 180 to 230 DEG C using a mill or an extruder.
본 발명은 케이스를 폴리프로필렌 수지 조성물로 이루어진 성형체로 제조하는 데, 이때 성형체는 폴리프로필렌 수지 조성물을 사출성형, 압출성형 등 임의의 성형법으로 제조될 수 있으나, 이에 제한하는 것은 아니다. 또한, 상기 케이스는 폴리프로필렌 수지 조성물의 성형체의 외표면에 절연막이 형성될 수 있다.
In the present invention, the case is made of a molded article made of a polypropylene resin composition. The molded article may be produced by any molding method such as injection molding, extrusion molding, and the like, but is not limited thereto. In this case, an insulating film may be formed on the outer surface of the molded article of the polypropylene resin composition.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 휴대용 발전 및 전원 장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, but may be applied to a portable power supply and a power supply device according to the present invention, It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention.
1: 휴대용 발전 및 저장 장치 2: 부하
11: 발전 모듈 12: 태양전지 모듈
13: 동작 설정 모듈 14: 입력 단자부
15: 출력 단자부 16: 레벨 조정부
17: 표시부 18: 배터리 모듈
19: 제어 모듈 20: 무정전 전원 공급모듈
100: 밸런서 모듈1: Portable power generation and storage device 2: Load
11: power generation module 12: solar cell module
13: Operation setting module 14: Input terminal part
15: output terminal part 16: level adjusting part
17: display section 18: battery module
19: control module 20: uninterruptible power supply module
100: balancer module
Claims (6)
상기 케이스(10) 외측에 위치되어 태양열을 공급받아 전기 에너지로 변환하는 태양전지 모듈(12);
상기 케이스(10)의 내부에 구비되어 상기 발전 모듈(11) 및 태양전지 모듈(12)로부터 상기 직류 전원 및 전기 에너지를 공급받거나 가정용 교류 전원 또는 차량용 전원을 공급받아 충전되고, 충전된 전원을 부하(2)에 공급하는 배터리 모듈(18);
상기 케이스(10)의 전면에 구비되고, 상기 가정용 교류 전원 또는 차량용 전원을 공급받는 입력 단자부(14)와, 상기 부하(2)에 연결되어 전원을 공급하는 출력 단자부(15)와, 상기 충전 또는 공급되는 전원 레벨을 조절하는 레벨 조정부(16)와, 상기 배터리 모듈(18)의 동작 상태, 상기 단자부의 연결 상태, 상기 레벨 조정부(16)의 전원 레벨 상태를 표시하는 표시부(17)를 포함하는 동작 설정 모듈(13); 및
각 구성요소의 동작을 제어하되, 사용자에 의하여 입력된 부하 전력 정보를 이용하여 피크 전력량을 연산하고, 상기 연산된 피크 전력량 내에서 상기 배터리 모듈(18)로부터 부하(2)로의 전원 공급을 제어하는 제어 모듈(19)을 포함하고,
상기 제어 모듈(19)은 상기 전원 레벨의 조정에 따라 상기 발전 모듈(11) 또는 태양전지 모듈(12)의 발전량 또는 충전량을 설정하고, 상기 설정된 발전량 또는 충전량에 따라 상기 발전 모듈(11) 또는 태양전지 모듈(12)의 동작을 제어하며,
상기 제어 모듈(19)은 상기 연산된 피크 전력량 내에서 부하(2)로의 전력 공급을 시간대 별로 순차적으로 제어하고,
상기 배터리 모듈(18)은 전원 충전을 위한 전기이중층 커패시터(110)를 포함하는 밸런서 모듈(100)을 더 포함하며,
상기 밸런서 모듈(100)은
제1 전기이중층 커패시터(111)와 제2 전기이중층 커패시터(112)가 직렬로 연결된 전기이중층 커패시터(110); 및
상기 전기이중층 커패시터(110)에 전기적으로 연결되며, 상기 전기이중층 커패시터(110)에 밸런싱 전류를 보내 상기 전기이중층 커패시터(110)를 밸런싱하는 밸런싱 회로(170)를 포함하고,
상기 밸런싱 회로(170)는 밸런싱 전류의 듀티비를 제어하여 상기 제1 전기이중층 커패시터(111)에 충전된 제1 충전전압과 상기 제2 전기이중층 커패시터(112)에 충전된 제2 충전전압을 일치시키고,
상기 밸런싱 회로(170)는 상기 제1 충전전압과 상기 제2 충전전압 사이의 차이값이 기준 값보다 작으면 밸런싱 전류의 듀티비를 51~75%로 설정하고, 상기 차이값이 기준 값보다 높으면 밸런싱 전류의 듀티비를 76~99%로 설정하며,
상기 밸런서 모듈(100)은
상기 전기이중층 커패시터(110)에 전기적으로 연결되며, 상기 전기이중층 커패시터(110)의 충전전압을 검출하는 전압 검출기(140);
상기 전기이중층 커패시터(110)에 전기적으로 연결되며, 상기 전기이중층 커패시터(110)의 기준전압과 상기 제 1 전기이중층 커패시터(111)를 밸런싱하기 위한 제 1 밸런싱 개시전압과 상기 제 2 전기이중층 커패시터(112)를 밸런싱하기 위한 제2 밸런싱 개시전압을 설정하는 분압회로(120);
상기 전기이중층 커패시터(110)와 상기 분압회로(120)에 전기적으로 연결되며, 상기 제 1 충전전압과 상기 제 2 충전전압 사이의 오차전압을 증폭하는 증폭회로(130);
상기 증폭회로(130)에 전기적으로 연결되며, 상기 증폭회로(130)에서 오차전압이 증폭된 입력전압을 공급받아 구형파를 발생하는 펄스 발생기(150); 및
상기 전기이중층 커패시터(110) 및 상기 증폭회로(130)에 전기적으로 연결되며, 상기 입력전압과 상기 제 1 밸런싱 개시전압을 비교하는 제 1 전압 비교기(161)와, 상기 입력전압과 상기 제 2 밸런싱 개시전압을 비교하는 제 2 전압 비교기(162)를 갖는 전압 비교기(160)를 더 포함하고,
상기 제1 전기이중층 커패시터(111)의 충전전압(VC1)과 제2 전기이중층 커패시터(112)의 충전전압(VC2)이 동일한 경우, 상기 제1 전기이중층 커패시터(111)와 제2 전기이중층 커패시터(112)의 특성이 동일할 때의 이상적인 전압인 기준전압(VR)은 수학식 1(VR = (VC1+VC2)/2)에 의해 결정되며,
상기 제1 전기이중층 커패시터(111)의 충전전압(VC1과 제2 전기이중층 커패시터(112)의 충전전압(VC2)이 동일하지 않은 경우, 상기 제2 전기이중층 커패시터(112)의 충전전압(VC2)은 수학식 2(VC2 = VR-(VC1-VC2)/2)에 의해 결정되고,
상기 제1 전기이중층 커패시터(111)의 충전전압(VC1)과 제2 전기이중층 커패시터(112)의 충전전압(VC2) 사이의 오차전압(VE)은 수학식 3(VE = VR-VC2)에 의해 결정되며,
상기 분압회로(120)는 전기이중층 커패시터(110)의 기준전압(VR)과, 전기이중층 커패시터(110)의 밸런싱을 위한 밸런싱 개시전압(VB1, VB2)을 설정-VB1은 제1 전기이중층 커패시터(111)의 밸런싱 개시전압이고, VB2는 제2 전기이중층 커패시터(112)의 밸런싱 개시전압임-하되, 서로 직렬로 연결된 제1 저항(R1), 제2 저항(R2), 제3 저항(R3) 및 제4 저항(R4)을 포함하고, 수학식 4(R1+R2 = R3+R4)에 해당되는 각각의 저항 값으로 제1 저항(R1) 내지 제4 저항(R4)의 정수를 결정하여, 전기이중층 커패시터(110)의 기준전압(VR)을 얻을 수 있으며,
상기 전기이중층 커패시터(110)의 밸런싱 개시전압(VB1, VB2)은 수학식 5(VB1 = VR+VR*R2/(R1+R2), VB2 = VR-VR*R3/(R3+R4))에 의해 결정되고,
상기 증폭회로(130)는 제1 전기이중층 커패시터(111)의 제1 충전전압(VC1)과 제2 전기이중층 커패시터(112)의 제2 충전전압(VC2) 사이의 오차전압(VE)을 증폭하여 펄스 발생기(150)의 입력 단자에 공급하고, 분압회로(120)에 전기적으로 연결된플러스 입력단과 전기이중층 커패시터(110)에 전기적으로 연결된 마이너스 입력단 및 출력단을 포함하며, 상기 마이너스 입력단과 전기이중층 커패시터(110) 사이에는 제5 저항(R5)이 연결되고, 상기 마이너스 입력단과 출력단 사이에는 제6 저항(R6)이 전기적으로 연결되되, 상기 증폭회로(130)는 펄스 발생기(150)를 제어하기 위하여 오차 전압(VE)을 증폭하며, 증폭회로(130)의 증폭율(AV)은 수학식 6(AV = R6/R5)에 의해 결정되고,
상기 케이스(10)는 폴리프로필렌 수지 조성물로 성형되되, 상기 폴리프로필렌 수지 조성물은 상기 폴리프로필렌 수지 조성물에 대하여 44~57중량%인 결정성 폴리프로필렌, 상기 폴리프로필렌 수지 조성물에 대해 9~21중량%인 에틸렌부틸아크릴레이트 중합체, 블록공중합체는 상기 폴리프로필렌 수지 조성물에 대해 7 ~ 21중량%인 스틸렌계 수첨 블록공중합체, 및 상기 폴리프로필렌계 수지 조성물에 대하여 10~23중량%인 무기충전제를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 발전 및 전원 장치.A power generation module 11 for generating a DC power by rotation of a rotation lever 11a provided on a side surface of the case 10;
A solar cell module (12) located outside the case (10) to receive solar energy and convert it into electric energy;
The case 10 is provided inside the case 10 to receive the DC power and the electric energy from the power generation module 11 and the solar cell module 12 or to receive the AC power or the vehicle power from the household, (18) for supplying the battery module (2);
An input terminal portion 14 provided on the front surface of the case 10 and supplied with the household AC power or vehicle power supply; an output terminal portion 15 connected to the load 2 to supply power; And a display unit 17 for displaying an operation state of the battery module 18, a connection state of the terminal unit, and a power supply level state of the level adjustment unit 16, An operation setting module 13; And
Controls the operation of each component, calculates a peak power amount using the load power information input by the user, and controls power supply from the battery module (18) to the load (2) within the calculated peak power amount A control module 19,
The control module 19 sets a power generation amount or a charging amount of the power generation module 11 or the solar cell module 12 according to the adjustment of the power source level and controls the power generation module 11 or the solar cell module 12 according to the set power generation amount, Controls the operation of the battery module 12,
The control module 19 sequentially controls power supply to the load 2 within the calculated peak power amount by time zone,
The battery module 18 further includes a balancer module 100 including an electric double layer capacitor 110 for power charging,
The balancer module (100)
An electric double layer capacitor (110) in which a first electric double layer capacitor (111) and a second electric double layer capacitor (112) are connected in series; And
And a balancing circuit (170) electrically connected to the electric double layer capacitor (110) for balancing the electric double layer capacitor (110) by sending a balancing current to the electric double layer capacitor (110)
The balancing circuit 170 controls the duty ratio of the balancing current to match the first charging voltage charged in the first electric double layer capacitor 111 and the second charging voltage charged in the second electric double layer capacitor 112 And,
If the difference value between the first charging voltage and the second charging voltage is less than the reference value, the balancing circuit 170 sets the duty ratio of the balancing current to 51 to 75%. If the difference value is higher than the reference value The duty ratio of the balancing current is set to 76 to 99%
The balancer module (100)
A voltage detector (140) electrically connected to the electric double layer capacitor (110) and detecting a charging voltage of the electric double layer capacitor (110);
A first balancing start voltage for balancing the reference voltage of the electric double layer capacitor 110 with the first electric double layer capacitor 111 and a second balancing start voltage for balancing the first electric double layer capacitor 111, A voltage dividing circuit (120) for setting a second balancing start voltage for balancing the first balancing start voltage;
An amplifying circuit (130) electrically connected to the electric double layer capacitor (110) and the voltage dividing circuit (120) and amplifying an error voltage between the first charging voltage and the second charging voltage;
A pulse generator 150 electrically connected to the amplifying circuit 130 and generating a square wave by receiving an input voltage amplified by an error voltage in the amplifying circuit 130; And
A first voltage comparator (161) electrically coupled to the electric double layer capacitor (110) and the amplifying circuit (130) for comparing the input voltage and the first balancing start voltage, and a second voltage comparator Further comprising a voltage comparator (160) having a second voltage comparator (162) for comparing the starting voltage,
When the charging voltage VC1 of the first electric double layer capacitor 111 and the charging voltage VC2 of the second electric double layer capacitor 112 are equal to each other, the first electric double layer capacitor 111 and the second electric double layer capacitor The reference voltage VR, which is an ideal voltage when the characteristics of the transistors 112 and 112 are the same, is determined by Equation 1 (VR = (VC1 + VC2) / 2)
When the charging voltage VC1 of the first electric double layer capacitor 111 and the charging voltage VC2 of the second electric double layer capacitor 112 are not equal to each other, the charging voltage VC2 of the second electric double layer capacitor 112, Is determined by Equation 2 (VC2 = VR- (VC1-VC2) / 2)
The error voltage VE between the charging voltage VC1 of the first electric double layer capacitor 111 and the charging voltage VC2 of the second electric double layer capacitor 112 is given by Equation 3 (VE = VR-VC2) Lt; / RTI &
The voltage divider circuit 120 sets the reference voltage VR of the electric double layer capacitor 110 and the balancing start voltages VB1 and VB2 for balancing the electric double layer capacitor 110. -VB1 is the first electric double layer capacitor 111, and VB2 is a balancing start voltage of the second electric double layer capacitor 112. The first resistor R1, the second resistor R2, and the third resistor R3, which are connected in series to each other, And the fourth resistor R4 and determining constants of the first to fourth resistors R1 to R4 with respective resistance values corresponding to the equations (R1 + R2 = R3 + R4) The reference voltage VR of the electric double layer capacitor 110 can be obtained,
The balancing start voltages VB1 and VB2 of the electric double layer capacitor 110 are calculated by the following equations (VB1 = VR + VR * R2 / (R1 + R2) and VB2 = VR-VR * R3 / (R3 + Lt; / RTI >
The amplifying circuit 130 amplifies the error voltage VE between the first charging voltage VC1 of the first electric double layer capacitor 111 and the second charging voltage VC2 of the second electric double layer capacitor 112 A positive input terminal electrically connected to the voltage divider circuit 120 and a negative input terminal electrically connected to the electric double layer capacitor 110 and an output terminal, the negative input terminal and the electric double layer capacitor And a sixth resistor R6 is electrically connected between the negative input terminal and the output terminal of the amplifying circuit 130. The amplifying circuit 130 amplifies the error signal to control the pulse generator 150, Amplifies the voltage VE and the amplification factor AV of the amplification circuit 130 is determined by Equation 6 (AV = R6 / R5)
The case 10 is formed of a polypropylene resin composition, wherein the polypropylene resin composition contains crystalline polypropylene in an amount of 44 to 57 wt% based on the polypropylene resin composition, 9 to 21 wt% The ethylene butyl acrylate polymer and the block copolymer contain 7 to 21% by weight of the styrene-based hydrogenated block copolymer with respect to the polypropylene resin composition, and 10 to 23% by weight of the inorganic filler with respect to the polypropylene resin composition Wherein said power generating device comprises:
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| FPAY | Annual fee payment |
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