KR102375510B1

KR102375510B1 - 배터리 모듈, 충전장치, 및 진공 청소기

Info

Publication number: KR102375510B1
Application number: KR1020170034456A
Authority: KR
Inventors: 장호용; 함덕호; 신현근; 이숭근
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2017-03-20
Filing date: 2017-03-20
Publication date: 2022-03-18
Also published as: KR20180106320A

Abstract

배터리 모듈은, 가전제품에 전원을 공급하기 위한 배터리 유닛과, 상기 배터리 유닛에 병렬로 연결되며, 상기 배터리 유닛의 상태를 감지하는 배터리부 감지유닛과, 상기 배터리부 감지유닛을 제어하는 배터리부 제어유닛을 포함한다.
그리고, 상기 배터리 모듈은, 상기 배터리 유닛 및 배터리부 제어유닛 사이에 위치하며, 온 또는 오프 동작에 기초하여 상기 배터리 제어유닛에 상기 배터리 유닛의 전원 공급여부를 결정하는 배터리부 트랜지스터와, 상기 배터리 유닛 및 상기 배터리부 트랜지스터 사이에 위치하며, 상기 배터리 유닛의 전압 및 기준전압을 비교하여 상기 배터리부 트랜지스터를 온 또는 오프 시키는 방전방지 다이오드를 포함한다.

Description

배터리 모듈, 충전장치, 및 진공 청소기{Battery Module, Battery Charging Device, and Vacuum Cleaner}

본 발명은 배터리 모듈, 충전장치, 및 진공 청소기에 관한 것이다.

일반적으로, 진공 청소기는 본체 내부에 장착되는 흡입 모터에 의하여 발생되는 흡입력을 이용하여, 먼지가 포함된 공기를 흡입한 다음, 본체 내부에서 먼지를 필터링 하는 장치이다.

이러한 진공 청소기는 수동 청소기와 자동 청소기로 구분된다. 수동 청소기는 사용자가 직접 청소를 수행하여야 하는 청소기이고, 자동 청소기는 스스로 주행하면서 청소를 수행하는 청소기이다.

상기 수동 청소기는, 흡입 노즐이 본체와는 별도로 구비되어 연결관에 의해 연결되는 캐니스터 방식과, 흡입 노즐이 본체와 결합되는 업라이트 방식으로 구별할 수 있다.

배터리 기술의 발전에 따라서, 청소기의 방식을 불문하고, 상용 전원선 즉, 전기 코드가 없는 무선 청소기가 등장하게 되었으며, 이러한 무선 청소기는 내부에 배터리를 구비하여, 상용 전원으로 충전된 배터리의 전력을 이용하여 구동된다.

무선 청소기는 사용자의 명령에 대응하기 위하여 무선 청소기에는 작동되지 않는 대기 상태에서도 배터리의 전원이 공급될 수 있다. 이에 따라, 배터리 전력소모가 과다하게 발생되는 문제가 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 선행 문헌인 한국 공개특허공보 10-2015-0014754(공개일자: 2015년02월09)에는, 배터리를 이용한 대기 전력 절감 방법이 개시된다.

선행문헌에 따르면, 기기는 스위칭 모드 전원공급 장치, 배터리부, 및 마이컴을 구비한다. 그리고, 기기는, 동작하지 않은 대기 상태 모드에서, 스위칭 모드 전원공급 장치의 전력 차단된다. 이에 따라, 기기의 대기 전력이 절감된다.

또한, 상기 기기의 마이컴은, 대기 상태 모드에서, 배터리로부터 전원을 공급받는다. 그리고, 상기 마이컴은 스위칭 모드 전원공급 장치의 출력전압 및 배터리 전원의 전압을 소정의 기준 전압과 비교하고, 비교한 결과가 기설정된 조건을 만족하지 못하는 경우, 알람을 표시하여 사용자에게 배터리 교체 시점을 알린다.

한편, 선행문헌에서, 마이컴이 배터리로부터 계속해서 전원을 공급받는 경우, 기기가 작동하지 않는 상태임에도 불구하고, 배터리의 방전이 진행될 수 있다. 배터리의 방전이 장시간 진행되는 경우, 배터리의 전압이 설계 과정에서 설정된 방전 종지 전압(final discharging voltage)보다 작아질 수 있다. 이에 따라, 상기 배터리는 과방전 될 수 있다. 배터리가 과방전됨에 따라, 배터리 극판에 손상이 발생하여 배터리의 수명이 짧아지거나, 충전이 불가능하게 되는 등의 문제가 발생한다. 뿐만 아니라, 배터리가 과방전 되는 경우, 배터리의 폭발위험성이 증가하는 문제가 발생한다. 즉, 배터리가 과방전됨에 따라 사용자의 사용편의성 및 안전성이 저하되는 문제가 있다.

상기의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 배터리 유닛의 과방전 현상을 줄일 수 있는 배터리 모듈, 충전장치, 및 진공 청소기를 제공하는 것에 있다.

또한, 본 발명의 목적은 배터리 유닛이 방전되는 과정에서, 미리 설정된 기준전압에 도달하는 경우 배터리 유닛에서 방전되는 전압의 크기를 가변 시킬 수 있는 배터리 모듈, 충전장치, 및 진공 청소기를 제공하는 것에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 배터리 유닛이 충전장치에 의해 안정적으로 전원을 공급받아 충전될 수 있도록 하는 충전장치 및 진공 청소기를 제공하는 것에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 일 측면에 따른 배터리 모듈은, 가전제품에 전원을 공급하기 위한 배터리 유닛과, 상기 배터리 유닛에 병렬로 연결되며, 상기 배터리 유닛의 상태를 감지하는 배터리부 감지유닛과, 상기 배터리부 감지유닛을 제어하는 배터리부 제어유닛을 포함한다.

그리고, 상기 배터리 모듈은, 상기 배터리 유닛 및 배터리부 제어유닛 사이에 위치하며, 온 또는 오프 동작에 기초하여 상기 배터리 제어유닛에 상기 배터리 유닛의 전원 공급여부를 결정하는 배터리부 트랜지스터와, 상기 배터리 유닛 및 상기 배터리부 트랜지스터 사이에 위치하며, 상기 배터리 유닛의 전압 및 기준전압을 비교하여 상기 배터리부 트랜지스터를 온 또는 오프 시키는 방전방지 다이오드를 포함한다.

상기 방전방지 다이오드는, 상기 배터리 유닛의 전압이 기준전압 보다 크면, 상기 배터리부 트랜지스터를 턴 온 시켜, 상기 배터리 유닛의 전원을 상기 배터리부 제어유닛에 공급한다.

상기 방전방지 다이오드는, 상기 배터리 유닛의 전압이 기준전압 보다 작은 경우, 상기 배터리부 트랜지스터를 턴 오프 시켜, 상기 배터리부 제어유닛에 대한 배터리 유닛의 전원 공급이 차단되도록 한다.

상기 방전방지 다이오드의 애노드 단자는 상기 배터리부 트랜지스터의 게이트 단자에 연결된다.

또한, 상기 방전방지 다이오드의 캐소드 단자는 배터리부 접지라인에 연결된다.

또한, 상기 방전방지 다이오드의 레퍼런스 단자는 상기 배터리 유닛에 연결되어, 상기 배터리 유닛의 전원이 상기 방전방지 다이오드의 레퍼런스 단자에 공급된다.

상기 배터리 모듈은, 상기 방전방지 다이오드 및 상기 배터리 유닛 사이에 위치하고, 상기 배터리 유닛의 전압을 설정비로 전압강하 시켜, 상기 방전방지 다이오드의 레퍼런스 단자에 인가하는 분배저항부를 더 포함한다.

상기 분배저항부는, 상기 방전방지 다이오드의 레퍼런스 단자에 연결되는 배터리부 제 1 노드 및 상기 배터리 유닛 사이에 위치하는 방전방지 다이오드 제 1 분배저항을 포함한다.

또한, 상기 제 1 노드 및 배터리부 접지라인 사이에 위치하는 방전방지 다이오드 제 2 분배저항을 포함한다.

또한, 상기 배터리 유닛의 전원은 상기 제 1 분배저항 및 제 2 분배저항에 의한 설정비로 전압강하 되어, 상기 방전방지 다이오드의 레퍼런스 단자에 공급된다.

상기 분배저항부의 설정비가 증가되면, 상기 기준전압의 크기는 감소한다.

또한, 상기 분배저항부의 설정비가 감소되면, 상기 기준전압의 크기는 증가한다.

다른 측면에 따른 충전장치는, 배터리 모듈의 장착을 위한 장착부; 상기 장착부에 상기 배터리 모듈이 장착되는 것을 감지하는 장착감지 스위치; 및 상기 장착감지 스위치에 의해 상기 배터리 모듈이 상기 장착부에 장착되는 것이 감지되면, 상기 배터리 모듈에 전원을 공급하는 충전부 관리회로를 포함한다.

그리고, 상기 충전부 관리회로는 상기 장착부에 장착된 배터리 모듈에 외부전원을 공급하기 위한 전원공급장치를 포함한다.

그리고, 상기 충전부 관리회로는, 상기 배터리 모듈 또는 상기 전원공급장치로부터 전원을 공급받으면, 상기 배터리 모듈의 양전극과 상기 충전부 접지라인 사이에 전위차를 형성하는 포토 커플러를 포함하는 충전장치.

상기 장착감지 스위치는, 상기 배터리 유닛의 전원 또는 외부전원이 공급되는 충전부 제 1 노드 및 상기 배터리 모듈에 연결되는 보조전극(C0) 사이에 위치한다.

상기 충전부 관리회로는, 상기 장착감지 스위치와 상기 충전부 보조전극(C0) 사이에 위치하는 차단저항을 더 포함한다.

그리고, 상기 포토 커플러는, 상기 차단저항과 병렬 연결되며, 상기 충전부 제 1 노드에 연결되는 보조저항 및 충전부 접지라인 사이에 위치한다.

상기 장착감지 스위치가 턴 온 되고, 상기 포토 커플러에 전원이 공급되면, 상기 충전부 제 1 노드 및 상기 포토 커플러에 연결된 충전부 접지라인 사이에는 전위차가 형성된다.

상기 포토 커플러의 콜렉터 단자 및 에미터 단자는 각각 상기 차단저항의 일측과 타측에 연결된다.

그리고, 상기 포토 커플러의 캐소드 단자는 상기 충전부 제 1 노드에 연결된다.

그리고, 상기 포토 커플러의 애노드 단자는 상기 충전부의 접지라인에 연결된다.

상기 충전관리 회로는, 상기 포토 커플러와 상기 충전부 접지라인 사이에 위치하는 충전부 트랜지스터를 더 포함한다.

그리고, 상기 포토 커플러를 통해 상기 충전부 트랜지스터에 전원이 공급되면, 상기 충전부 트랜지스터는 턴 온 되어 상기 포토 커플러를 상기 충전부 접지라인에 연결시킨다.

상기 배터리 모듈은, 상기 배터리 모듈의 접지전극 및 상기 충전부 관리회로의 접지전극을 연결 또는 차단시킬 수 있는 보호부를 포함한다.

그리고, 상기 충전부 제 1 노드와 상기 충전부 접지라인 사이에 전위차가 형성되어 상기 배터리 모듈에 전원이 공급되면, 상기 보호부가 턴 온 되어 상기 배터리 모듈의 접지전극과 충전부 관리회로의 접지전극이 서로 연결된다.

또 다른 측면에서 따른 진공 청소기는, 흡입력을 발생시키기 위하여 흡입 모터를 구비하는 본체와, 상기 본체와 연통되며, 공기와 먼지를 흡입하기 위한 흡입부와, 상기 흡입모터에 전원을 공급하기 위하여 분리 가능하게 장착될 수 있는 배터리 모듈을 포함한다.

상기 배터리 모듈은, 전기제품에 전원을 공급하기 위한 배터리 유닛과, 상기 배터리 유닛에 병렬 연결되며, 상기 배터리 유닛의 상태를 감지하는 배터리부 감지유닛; 상기 배터리부 감지유닛을 제어하기 위한 배터리부 제어유닛을 포함한다.

또한, 상기 배터리 모듈은, 상기 배터리 셀 및 배터리부 감지유닛 사이에 연결되며, 턴 온 되는 경우 상기 배터리 셀의 전원을 상기 배터리부 감지유닛으로 전달하기 위한 트랜지스터를 포함한다.

또한, 상기 배터리 셀 및 상기 흡입모터 사이에 연결되며, 상기 배터리 셀로부터 공급받는 전압에 기초하여 상기 트랜지스터를 턴 온 또는 턴 오프 시키는 방전방지 다이오드를 포함한다.

또 다른 측면에서 본 발명의 진공 청소기는, 흡입력을 발생시키기 위하여 흡입 모터와 장착부를 구비하는 본체와, 상기 본체에 연통되며, 공기와 먼지를 흡입하기 위한 흡입부와, 상기 흡입모터에 전원을 공급하기 위하여, 상기 장착부에 분리 가능하게 장착되는 배터리 모듈과, 상기 장착부에 장착된 상기 배터리 모듈에 전원을 공급하기 위한 충전부 관리 회로를 포함한다.

그리고, 상기 충전부 관리회로는, 상기 장착부에 상기 배터리 모듈의 장착되거나 분리되는 것을 감지하기 위한 장착감지 스위치를 포함한다.

그리고, 상기 충전부 관리회로는, 상기 장착감지 스위치에 의해 상기 장착부에 상기 배터리 모듈이 장착되는 것이 감지되면, 상기 배터리 모듈에 전원을 공급하기 위한 전원공급장치를 포함한다.

그리고, 상기 충전부 관리회로는, 상기 배터리 모듈 또는 상기 전원공급장치로부터 전원을 공급받으면, 상기 배터리 모듈의 양전극과 상기 충전부 접지라인 사이에 전위차를 형성하는 포토 커플러를 포함한다.

상기 배터리 모듈은, 충전 또는 방전을 위한 배터리 유닛과, 상기 배터리 모듈의 접지전극 및 상기 충전부 관리회로의 접지전극을 연결 또는 차단시킬 수 있는 보호부와, 상기 배터리 유닛의 충전 또는 방전을 제어하기 위하여, 상기 보호부의 온 또는 오프 구동을 제어하는 배터리부 제어유닛을 포함한다.

그리고, 상기 포토 커플러에 의해 상기 배터리 모듈의 양전극과 상기 충전부 접지라인 사이에 전위차가 형성되면, 상기 배터리부 제어유닛은 상기 배터리 모듈 또는 상기 전원공급장치로부터 전원을 공급받아 상기 보호부를 턴 온 시킨다.

본 발명에 의하면, 배터리 유닛의 과방전되는 현상을 줄일 수 있어서, 배터리 유닛의 기대수명을 보다 길게 확보하면서, 배터리 유닛의 안전성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 배터리 유닛의 전압이 미리 설정된 기준전압 보다 작아지는 경우, 배터리부 관리회로에 구비되는 방전방지 다이오드에 의해, 배터리부 관리회로에 공급되는 배터리 유닛의 전원이 차단될 수 있다. 따라서, 배터리 유닛은 무부하 상태에서의 방전이 발생된다. 즉, 배터리 유닛이 기준전압에 도달하는 경우, 배터리 유닛의 방전량을 줄일 수 있는 장점이 있다.

또한, 배터리 유닛의 기준전압은 분배저항부에 의해 다양한 크기로 설정될 수 있다. 일례로, 상기 기준전압은 배터리 유닛의 사용용도, 보관 기간 등에 근거하여 설정될 수 있다. 따라서, 사용자에게 다양한 타입의 배터리를 제공할 수 있는 장점이 있다.

또한, 배터리 유닛의 충전을 위하여, 배터리 모듈은 충전장치에 장착될 수 있다. 이때, 상기 충전장치에 구비되는 포토 커플러(Photo coupler)에 의하여, 상기 배터리 모듈의 양전극과 충전부 접지라인 사이에는 전위차가 발생된다. 따라서, 상기 배터리 모듈의 접지전압이 불안정하거나, 배터리 유닛의 전압이 기준전압에 도달한 경우에도, 상기 배터리 유닛은 상기 충전장치에 의해 안정적으로 충전이 수행될 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 배터리 모듈이 장착된 충전장치의 사시도이다.
도 2는 제 1 실시예에 따른 배터리 모듈이 장착된 충전장치의 블록도이다.
도 3은 제 1 실시예에 따른 배터리 모듈이 충전장치에 분리된 상태의 배터리 모듈 및 충전장치를 보여주는 회로도이다.
도 4는 제 1 실시예에 따른 배터리 모듈이 충전장치에 장착된 상태의 배터리 모듈 및 충전장치를 보여주는 회로도이다.
도 5는 제 1 실시예에 따른 배터리 모듈이 충전되는 과정을 보여주는 흐름도이다.
도 6은 실시예와 종래기술의 배터리 유닛의 시간에 따른 방전량을 비교한 그래프이다.
도 7은 제 2 실시예에 따른 진공 청소기의 사시도이다.
도 8은 제 2 실시예에 따른 배터리 모듈이 분리된 진공 청소기의 제 2 바디에 대한 사시도이다.
도 9는 제 2 실시예에 따른 배터리 모듈 및 진공 청소기의 블록도이다.
도 10은 제 2 실시예에 따른 배터리 모듈이 분리된 상태의 배터리 모듈 및 진공 청소기의 회로도이다.
도 11은 제 2 실시예에 따른 배터리 모듈이 장착된 상태의 배터리 모듈 및 진공 청소기의 회로도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 배터리 모듈이 장착된 충전장치의 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 충전장치(30)는 가전제품의 전원을 공급하는 배터리 모듈(10)을 충전시킬 수 있다. 상기 가전제품은 일례로, 배터리로부터 전력을 공급받을 수 있는 무선 방식의 진공 청소기, 로봇 청소기 등을 포함할 수 있다.

상기 배터리 모듈(10)은 상기 가전제품에 분리 가능하게 장착될 수 있다. 그리고, 상기 배터리 모듈(10)은 상기 가전제품에서 분리되어, 상기 충전장치(30)에 장착될 수 있다. 이에 따라, 상기 배터리 모듈(10)은 상기 충전장치(30)에 의해 충전될 수 있다.

상기 배터리 모듈(10)은, 외관을 형성하는 배터리부 하우징(100)을 포함할 수 있다.

상기 배터리 모듈(10)은 가전제품에 전원을 공급할 수 있고, 상기 충전장치에 의해 전원이 충전될 수 있는 배터리 유닛(150)을 포함할 수 있다. 상기 배터리 유닛(150)은 상기 배터리부 하우징(100) 내부에 구비될 수 있다. 상기 배터리 유닛(150)은 상기 배터리부 하우징(100)에 의해 외부의 충격으로부터 보호될 수 있다.

상기 배터리 유닛(150)은 제 1 배터리 셀(도 2의 151) 및 제 2 배터리 (도 2 의 152)를 포함할 수 있다. 상기 배터리 셀은 일례로, 충전이 가능한 2차 전지를 포함할 수 있다. 상기 하나 이상의 배터리 셀은 용량 또는 사용되는 용도에 따라서, 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다.

상기 배터리 모듈(10)은, 상기 배터리 유닛(150)의 상태를 감지하고, 상기 배터리 유닛(150)의 충전 또는 방전을 제어하기 위한 배터리부 관리회로(도2의 220)를 포함할 수 있다. 상기 배터리부 관리회로(200)는 상기 배터리부 하우징(100) 내부에 구비될 수 있다. 상기 배터리 모듈(10)이 충전장치(30)에 연결되면, 상기 배터리부 관리회로(200)는 상기 배터리 유닛(150)의 상태에 관한 정보(이하, 상태정보)를 상기 충전장치(30)로 전달할 수 있다.

상기 배터리 모듈(10)은 가전제품 또는 충전장치(30)에 전기적으로 연결되기 위한 단자부(미도시)를 포함할 수 있다. 일례로, 상기 배터리 모듈(10)의 단자부에 가전제품이 전기적으로 연결되는 경우, 상기 배터리 모듈(10)은 상기 가전제품에 전원을 공급할 수 있다. 다른 예로, 상기 배터리 모듈(10)의 단자부에 상기 충전장치(30)가 전기적으로 연결되는 경우, 상기 배터리 모듈(10)은 상기 충전장치(30)로부터 전원을 공급받을 수 있다. 물론, 상기 배터리 모듈(10)이 상기 충전장치(30)로부터 전원을 공급받기 위해서, 상기 충전장치(30)는 외부로부터 별도의 전원을 공급받는 상태일 수 있다.

한편, 상기 충전장치(30)는 상기 배터리 모듈(10)을 장착시키기 위한 장착부(32)를 더 포함할 수 있다. 상기 장착부(32)는 바닥 면에 안정적으로 놓여지기 위하여, 플레이트 형상으로 형성될 수 있다. 상기 장착부(32)의 일면에는 상기 배터리 모듈(10)이 안착될 수 있다. 일례로, 도면에 도시되는 바와 같이 장착부(32)의 하면은 바닥면에 접촉될 수 있다. 그리고, 상기 장착부(32)의 상면에는 상기 배터리 모듈(10)이 안착될 수 있다.

상기 충전장치(30)는 상기 배터리 모듈(10)을 전기적으로 연결시키기 위한 단자부(34)를 포함할 수 있다. 상세히, 상기 충전장치(30)의 단자부(34)는 상기 장착부(32)에 구비될 수 있다. 그리고, 상기 충전장치(30)의 단자부(34)는 상기 배터리 모듈(10)의 단자부와 전기적으로 연결될 수 있다. 한편, 상기 배터리 모듈(10)과 상기 장착부(32)의 결합 안정성을 확보하기 위하여, 상기 배터리 모듈(10)의 단자부가 함몰되는 형상을 가지면, 상기 장착부(32)의 단자부는 함몰된 배터리 모듈(10)의 단자부에 대응되도록 돌출된 형상을 가질 수 있다. 반대로, 상기 배터리 모듈(10)의 단자부가 돌출된 형상을 가지면, 상기 장착부(32)의 단자부는 돌출된 배터리 모듈(10)의 단자부에 대응되도록 함몰된 형상을 가질 수 있다.

상기 충전장치(30)는 상기 장착부(32)의 일측에 결합되는 충전부 본체(31)를 구비할 수 있다. 상기 장착부(32)가 상기 충전부 본체(31)의 일측에 결합됨으로써, 상기 충전장치(30)는 대략 'ㄴ'자 형상의 외관을 가질 수 있다.

상기 충전부 본체(31)의 내부에는, 상기 장착부(32)에 안착된 배터리 모듈(10)을 충전시키기 위한 충전부 관리회로(300)가 구비될 수 있다. 상기 충전부 관리회로(300)는 상기 배터리 모듈(10)의 장착을 감지하는 감지수단을 포함할 수 있다. 또한, 상기 충전부 관리회로(300)는 감지된 배터리 모듈(10)에 전원을 공급하기 위한 전원공급수단을 포함할 수 있다.

상기 충전장치(30)는 상기 장착부(32)의 일면에 배치되며, 상기 배터리 모듈(10)이 장착되는 것을 감지하기 위한 장착감지 스위치(33)를 더 포함할 수 있다. 상기 장착감지 스위치(33)는 일례로, 마이크로 스위치, 푸쉬버튼 스위치 등의 물리스위치를 포함할 수 있다. 또는, 상기 장착감지 스위치(33)는 적외선 센서, 중량 감지 센서 등의 전자식 스위치를 포함할 수 있다.

상기 장착감지 스위치(33)는, 상기 배터리 모듈(10)이 상기 장착부(32)에 안착되면, 턴 온(Turn on)될 수 있다. 반대로, 상기 배터리 모듈(10)이 상기 장착부(32)로부터 분리되면, 상기 장착감지 스위치(33)는 턴오프(Turn off)될 수 있다. 상기 장착감지 스위치(33)가 턴 온되면, 상기 배터리 모듈(10)의 배터리부 관리회로(200)에는 상기 배터리 유닛(150)의 방전을 위한 방전루프(discharge loop)가 형성될 수 있다. 다르게 표현하면, 상기 배터리 유닛(150)에는, 방전전압(Closed Circuit Voltage)이 측정될 수 있다.

상기 배터리부 관리회로(200)에 방전루프가 형성됨에 따라, 상기 배터리부 관리회로(200)에는 배터리 유닛(150)으로부터 전원을 공급 받을 수 있다. 이에 따라, 상기 배터리부 관리회로(200)는 상기 배터리 유닛(150)의 상태를 감지할 수 있고, 감지된 정보를 상기 충전장치(30)에 전달할 수 있다.

한편, 배터리 유닛(150)의 수명 및 안전성을 확보하기 위하여, 상기 배터리부 관리회로(200)는 배터리 유닛(150)의 전압이 미리 설정된 기준전압 이하인 경우 방전루프의 형성을 차단할 수 있다. 상기 기준전압은 상기 배터리 유닛(150)의 전압이 급격하게 강하되는 것을 방지하기 위하여, 미리 설정된 방전 종지 전압(discharge final voltage)보다 클 수 있다. 이를 위하여, 상기 배터리부 관리회로(200)에는 방전방지 다이오드(도 2의 240)가 추가로 구비될 수 있으며, 이에 대한 내용은 후술된다.

한편, 상기 방전 종지 전압은, 배터리의 과방전으로 인하여 내부에 파손이 발생되거나, 충전 성능이 저하되는 것을 방지하기 위하여, 미리 설정되는 임의의 전압을 의미할 수 있다. 상기 방전 종지 전압은 배터리에 내장되는 극판의 종류, 형태, 배터리 셀의 종류, 사용 용도 등 다양한 요소에 의해 사용자로부터 임의 설정될 수 있다.

도 2는 제 1 실시예에 따른 배터리 모듈이 장착된 충전장치의 블록도이고, 도 3은 제 1 실시예에 따른 배터리 모듈이 충전장치에 분리된 상태의 배터리 모듈 및 충전장치를 보여주는 회로도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 배터리 모듈(10)은, 상기 배터리 유닛(150)의 양 끝단을 나타내는 한 쌍의 전극(B+, B-)을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 배터리 모듈(10)은, 상기 배터리 모듈(10)의 단자부에 구비되며, 상기 배터리 모듈(10)의 양 끝단을 나타내는 한 쌍의 전극(P+, P-)을 포함할 수 있다.

상기 배터리 유닛(150)의 한 쌍의 전극(B+, B-)는 상기 배터리 모듈(10)의 한 쌍의 전극(P+, P-)에 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 상기 배터리 모듈(10)이 상기 충전장치(30)에 장착되면, 상기 배터리 모듈(10)은 상기 충전장치(30)와 전기적으로 연결될 수 있다.

한편, 상기 배터리 모듈(10)은, 상기 배터리 모듈(10)의 상기 충전장치(30) 장착여부에 따라, 상기 배터리 모듈(10)의 양전극(P+)과의 연결이 결정되는 배터리부 보조전극(P0)을 더 포함할 수 있다. 상기 배터리 모듈(10)의 양전극(P+)과 상기 배터리부 보조전극(P0)이 서로 연결되면, 상기 배터리부 관리회로(200)에는 상기 배터리 유닛(150)의 방전을 위한 방전루프가 형성될 수 있다. 즉, 상기 배터리 모듈(10)이 상기 충전장치(30)에 장착되면, 상기 배터리 모듈(10)의 양전극(P+)과, 상기 배터리부 보조전극(P0)이 연결되어, 상기 배터리 유닛(150)의 방전루프가 형성될 수 있다.

상기 배터리부 관리회로(200)는 상기 배터리 유닛(150)의 상태를 감지하는 배터리부 감지유닛(210)을 더 포함할 수 있다. 상기 배터리부 감지유닛(210)은 상기 제 1 배터리 셀(151)에 병렬 연결되는 제 1 배터리부 감지유닛(211)과, 상기 제 2 배터리 셀(152)에 병렬 연결되는 제 2 배터리부 감지유닛(212)를 포함할 수 있다. 상기 배터리부 감지유닛(210)은, 일례로, 아날로그 프론트 엔드(AFE, Analog Front End)를 포함할 수 있다. 상기 배터리부 감지유닛(211, 121)은 각각의 상기 배터리 셀(151, 152)의 온도, 전압, 및 전류 중 적어도 하나를 감지할 수 있다.

상기 배터리부 관리회로(200)는 상기 배터리부 감지유닛(210)을 제어하기 위한 배터리 제어유닛(220)을 더 포함할 수 있다. 상기 배터리 제어유닛(220)은 상기 배터리부 감지유닛(210)에 의해 감지된 정보를 전달받을 수 있다. 상세히, 강기 제 1 배터리부 감지유닛(211) 및 상기 제 2 배터리부 감지유닛(212)은 상기 배터리부 제어유닛(220)에 연결될 수 있다. 이때, 상기 제 2 배터리부 감지유닛(212) 및 상기 배터리부 제어유닛(220) 사이에는, 아이솔레이터(Isolator: 251, 222)가 구비될 수 있다. 상기 아이솔레이터(251, 252)는 상기 제 2 배터리 셀(152)에 병렬 연결된 배터리부 감지유닛(212)이 상기 제 1 배터리 셀(151)에 연결된 접지라인과 별도의 접지라인으로 인식시키도록 할 수 있다. 다르게 표현하면, 상기 아이솔레이터(251, 252)는 상기 제 1 배터리 셀(151)의 접지 전극과 상기 제 2 배터리 셀(152)의 접지전압이 전기적으로 차단되도록 인식시킬 수 있다. 따라서, 상기 제 1 배터리 셀(151)에 전압이 충전되더라도, 상기 배터리부 감지유닛(212)이 제 2 배터리 셀(152)의 전압을 보다 정확하게 감지하도록 할 수 있다.

한편, 상기 배터리부 감지유닛(212)에 의해 감지된 정보는 상기 충전장치(30)의 충전부 제어유닛(340)에 전달될 수 있다. 이를 위하여, 상기 배터리부 제어유닛(220)은 상기 충전부 제어유닛(340)에 연결 가능한 송신부(Tx) 및 수신부(Rx)를 구비할 수 있다. 그리고, 상기 배터리 모듈(10)이 상기 충전장치(30)에 장착되면, 상기 배터리부 제어유닛(220)의 송신부(Tx) 및 수신부(Rx)는 후술되는 충전장치 제어유닛(340)의 수신부(Rx) 및 송신부(Tx)에 통신 가능하도록 연결될 수 있다.

상기 배터리부 관리회로(200)는 상기 배터리 유닛(150)의 과충전 및 과방전을 차단하기 위한 보호부(260)를 더 포함할 수 있다. 상기 보호부(260)는 상기 배터리 제어유닛(220)과 상기 배터리 유닛(150) 사이에 연결될 수 있다.

상기 보호부(260)는 충전소자(261) 및 방전소자(262)를 포함할 수 있다. 그리고 상기 충전소자(261) 및 방전소자(262)는 상기 배터리 제어유닛(220)에 각각 병렬 연결되어, 상기 배터리 제어유닛(220)에 의해 온 또는 오프동작 되도록 제어될 수 있다. 상기 배터리 제어유닛(220)은 상기 배터리 유닛(150)이 과충전 되거나, 과방전 되지 않도록 상기 보호부(260)를 스위치 제어할 수 있다.

일례로, 상기 배터리 유닛(150)의 전원은 상기 배터리 제어유닛(220)에 공급될 수 있다. 이때, 상기 배터리 제어유닛(220)은 상기 보호부(260)의 충전소자(261) 및 방전소자(262)를 턴 온 시킬 수 있다. 따라서, 상기 배터리부 관리회로(200)의 접지전극(P-)과 상기 충전부 관리회로(300)의 접지전극(C-)이 서로 연결될 수 있다. 상기 배터리부 관리회로(200)의 접지전극(P-)과 상기 충전부 관리회로(300)의 접지전극(C-)이 서로 연결되면, 상기 충전부 관리회로(300)는 상기 배터리부 관리회로(200)로 전원을 공급할 수 있다. 따라서, 상기 배터리 유닛(150)은 전원을 공급받아 충전될 수 있다.

다른 예로, 상기 배터리 유닛(150)이 충전되는 과정에서, 상기 배터리 유닛(150)의 전압이 최대 충전 전압에 도달하였는데도 불구하고, 계속해서 충전이 진행될 수 있다. 이때, 상기 배터리 제어유닛(220)은 상기 보호부(260)의 충전소자(261) 또는 방전소자(262)를 턴 오프 시켜, 상기 배터리 유닛(150)이 과충전 되지 않도록 제어할 수 있다.

또 다른 예로, 상기 배터리 유닛(150)이 방전되는 과정에서, 상기 배터리 유닛(150)의 전압이 방전 종지 전압에 도달할 수 있다. 이때, 상기 배터리부 제어유닛(220)은 상기 보호부(260)의 충전소자(261) 또는 방전소자(262)를 턴 오프 시켜, 상기 배터리 유닛(150)이 과방전 되지 않도록 제어할 수 있다.

상기 충전소자(261) 및 방전소자(262)는 일례로, 전계 효과 트랜지스터(FET, Field Effect Transistor)를 포함할 수 있다.

상기 배터리부 관리회로(200)는 상기 배터리 유닛(150)의 양전극(B+)과 상기 배터리 모듈(10)의 양전극(P+) 사이에서, 상기 배터리 유닛(150)의 전압이 인가되는 배터리부 제 1 노드(nb1)을 더 포함할 수 있다. 그리고 상기 배터리부 관리회로(200)는 상기 배터리부 제 1 노드(nb1)에 인가되는 전압을 후술되는 배터리부 트랜지스터(230)에 공급하기 위한 배터리부 제 2 노드(nb2)를 더 포함할 수 있다.

상기 배터리부 관리회로(200)는 온 또는 오프 동작되어, 상기 배터리부 감지유닛(210)의 배터리 유닛(150) 전원 공급여부를 결정하는 배터리부 트랜지스터(230)를 더 포함할 수 있다.

상기 배터리부 트랜지스터(230)는 소스 단자(S), 드레인 단자(D), 및 게이트 단자(G)를 포함할 수 있다. 상기 배터리부 트랜지스터(230)의 소스 단자(S)는 상기 배터리부 제 2 노드(nb2)에 연결될 수 있다. 그리고, 상기 배터리부 트랜지스터(230)의 드레인 단자(D)는 상기 배터리부 감지유닛(210)에 연결될 수 있다. 상기 배터리부 트랜지스터(230)는 상기 게이트 단자(G)가 0[V]일 때, 턴온될 수 있다. 이를 위하여, 상기 배터리부 관리회로(200)는 상기 게이트 단자(G)와 상기 배터리부 접지라인을 연결하는 배터리부 제 3 노드(nb3)를 더 포함할 수 있다. 상기 배터리부 접지라인은 상기 배터리 유닛(150)의 접지전극(B-)와 상기 배터리 관리회로(200)의 접지전극(P-)을 전기적으로 연결하는 도전체를 의미할 수 있다.

한편, 상기 배터리부 관리회로(200)는 배터리가 미리 설정된 기준전압 이하가 되는 것을 방지하기 위하여, 상기 배터리부 제 3 노드(nb3) 및 상기 배터리부 접지라인 사이에 배치되는 방전방지 다이오드(240)를 더 포함할 수 있다.

상기 방전방지 다이오드(240)는 캐소드 단자(C) 및 애노드 단자(A)를 포함할 수 있다. 상기 방전방지 다이오드(240)의 캐소드 단자(C)는 상기 배터리부 제 3 노드(nb3)에 연결될 수 있다. 그리고, 상기 방전방지 다이오드(240)의 애노드 단자(A)는 상기 배터리부 접지라인에 연결될 수 있다. 또한, 상기 방전방지 다이오드(240)의 레퍼런스 단자(R)는 후술되는 배터리부 제 4 노드(nb4)에 연결될 수 있다.

상기 배터리부 관리회로(200)는, 상기 방전방지 다이오드(240)에 배터리 유닛(150)의 전압을 공급시키기 위한 배터리부 제 4 노드(nb4)를 포함할 수 있다. 상기 배터리부 제 4 노드(nb4)에는, 상기 배터리부 보조전극(P0)이 연결될 수 있다. 그리고, 상기 배터리부 제 4 노드(nb4)에는, 상기 방전방지 다이오드(240)가 연결될 수 있다. 따라서, 상기 배터리 유닛(150)의 전원은, 상기 배터리부 제 4 노드(nb4)를 통해, 상기 방전방지 다이오드(240)에 공급될 수 있다.

상기 방전방지 다이오드(240)는, 상기 배터리부 제 4 노드(nb4)를 통해 상기 방전방지 다이오드(240)에 공급되는 배터리 유닛(150)의 전압이 상기 기준전압보다 큰 경우, 상기 배터리부 제 3 노드(nb3)를 상기 배터리부 접지라인에 전기적으로 연결시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 배터리부 트랜지스터(230)는 턴 온될 수 있고, 상기 배터리부 감지회로(200)를 통하여 상기 배터리 유닛(150)에 전원이 공급될 수 있다.

상기 방전방지 다이오드(240)는 일례로, 션트 다이오드(Shunt Diode), 제너 다이오드(Zenor Diode) 등을 포함할 수 있다.

한편, 상기 배터리부 관리회로(200)는 상기 배터리부 트랜지스터(230)가 온/오프 스위치 모드로 동작되도록 하기 위한 제 1 분배저항부(271)를 더 포함할 수 있다. 상기 제 1 분배저항부(271)는, 상기 배터리부 제 1 노드(nb1) 및 상기 배터리부 제 2 노드(nb2) 사이에 연결되는 트랜지스터 제 1 분배저항(RT1)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 1 분배저항부(271)는 상기 배터리부 제 2 노드(nb2) 및 배터리부 제 3 노드(nb3) 사이에 연결되는 트랜지스터 제 2 분배저항(RT2)을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 1 분배저항부(271)는 상기 배터리부 제 3 노드(nb3) 및 상기 방전방지 다이오드(240) 사이에 연결되는 트랜지스터 제 3 분배저항(RT3)를 더 포함 할 수 있다. 한편, 상기 방전방지 다이오드(240)가 턴 온되면, 상기 제 3 분배저항(RT3)의 일측은 상기 배터리부 제 3 노드(nb3)에 연결되고, 상기 제 3 분배저항(RT3)의 타측은 배터리부 접지라인에 연결될 수 있다. 따라서, 상기 배터리부 트랜지스터(230)에는, 스위칭 모드로 동작 되기 위한 허용범위의 전압이 인가될 수 있다.

상기 배터리부 관리회로(200)는, 상기 방전방지 다이오드(240)가 온/오프 스위치 모드로 동작되도록 하기 위한, 제 2 분배저항부(272)를 더 포함할 수 있다. 상기 제 2 분배저항부(272)는 상기 방전방지 다이오드(240)에 공급되는 배터리 유닛(150)의 전압을 설정 비로 출력 시킬 수 있다. 그리고, 상기 제 2 분배저항부(272)에 의해 설정 비로 출력되는 전압은 상기 방전방지 다이오드(240)에 인가될 수 있다. 상기 제 2 분배저항부(272)는, 상기 배터리부 보조전극(P0) 및 상기 배터리부 제 4 노드(nb4) 사이에 연결되는 방전방지 다이오드 제 1 분배저항(Rd1)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 2 분배저항부(272)는 상기 배터리부 제 4 노드(nb4) 및 상기 배터리부 접지라인 사이에 연결되는 방전방지 다이오드 제 2 분배저항(Rd2)을 더 포함할 수 있다. 따라서, 상기 방전방지 다이오드(240)에는, 스위치 모드로 동작되기 위한 허용 범위의 전압이 인가될 수 있다.

상기 제 2 분배저항부(272)에서 설정되는 설정비 및 상기 방전방지 다이오드(240)를 컷오프 시키는 컷오프 전압(Vcutoff)에 기초하여 설정될 수 있다. 상기 컷오프 전압은 상기 방전방지 다이오드(240)의 종류에 따라 달라질 수 있다.

상기 설정비는 상기 제 2 분배저항부(272)를 구성하는 상기 방전방지 다이오드 제 1 분배저항(Rd1) 및 제 2 분배저항(Rd2)에 의해 설정될 수 있다. 그리고, 상기 제 2 분배저항부(272)에 의해 설정된 설정비가 증가하면 상기 기준전압은 작아질 수 있다. 반대로, 상기 제 2 분배저항부(272)에 의해 설정된 설정비가 감소하면 상기 기준전압은 증가할 수 있다.

예를 들면, 상기 방전방지 다이오드(240)의 레퍼런스 단자(R)에 2.5[V] 내지 36[V]의 전압이 인가되는 경우, 상기 방전방지 다이오드(240)는 턴 온될 수 있다. 다르게 표현하면, 상기 레퍼런스 단자(R)에 2.5[V] 내지 36[V]의 전압이 인가되면, 상기 방전방지 다이오드의 캐소드 단자(C) 및 상기 애노드 단자(A)는 서로 연결될 수 있다. 이때, 상기 컷오프 전압(Vcutoff)은 2.5[V]이다. 사용자는 상기 제 2 분배저항부(272)의 저항크기를 조절하여, 상기 방전방지 다이오드(240)의 기준전압을 60[V]로 미리 설정할 수 있다.

즉, 상기 제 2 분배저항부(272)에 구비되는 제 1 분배저항(Rd1) 및 제 2 분배저항(Rd2) 중 적어도 하나의 저항크기를 조절할 수 있다. 그리고, 배터리 유닛(150)의 전압이 60[V]일 때, 상기 방전방지 다이오드(240)에 입력되는 전압은 2.5[V]가 되도록 설정될 수 있다.

따라서, 상기 배터리 유닛(150)에 방전이 진행되어 상기 배터리 유닛(150)의 전압이 기준전압인 60[V] 보다 작아지는 경우, 상기 방전방지 다이오드(240)는 턴 오프 될 수 있다. 다르게 표현하면, 상기 배터리 유닛(150)의 전압이 60[V]보다 작아지는 경우, 상기 방전방지 다이오드(240)의 캐소드 단자(C) 및 애노드 단자(A)의 연결은 차단될 수 있다. 따라서, 상기 배터리부 트랜지스터(230)는 턴 오프될 수 있다.

상기 기준전압이 상기 제 2 분배저항부(272)에 의하여 설정될 수 있으므로, 배터리 유닛(150)의 사용용도, 보관기간 등에 근거하여 다양한 타입의 배터리를 사용자에게 제공할 수 있는 장점이 있다. 따라서, 배터리 유닛의 기준전압에 대한 설계 용이성뿐만 아니라, 사용자의 편의성 또한 확보할 수 있는 장점이 있다.

한편, 설정된 기준전압 보다 상기 배터리 유닛(150)의 전압이 작아지게 되어, 상기 배터리부 트랜지스터(230)가 턴 오프되면, 상기 배터리 유닛(150)의 전원은 상기 배터리부 관리회로(200)에 더 이상 공급되지 않을 수 있다. 따라서, 배터리부 제어유닛(220) 및 배터리부 감지유닛(210)에 공급되는 상기 배터리 유닛(150)의 전원은 차단될 수 있다. 즉, 배터리 유닛(150)에 의해 방전되는 전압량이 줄어들게 되어, 배터리 유닛(150)이 방전되는 속도를 늦출 수 있는 장점이 있다. 다르게 표현하면, 배터리 유닛(150)에는 부하가 걸려있지 않을 때의 방전, 즉 자기방전(self-discharge)만이 발생하게 된다. 일례로, 상기 배터리 유닛(150)의 전압이 60[V]이상이면, 상기 배터리 유닛(150)에서 소비되는 전력은 140[μA]일 수 있다. 그리고, 상기 배터리 유닛(150)의 전압이 60[V]미만이면, 상기 배터리 유닛(150)에서 소비되는 전력은 16[μA]일 수 있다.

상기 기준전압은 상기 방전 종지 전압 보다 클 수 있다. 일례로, 상기 기준전압이 60[V]일 때, 상기 방전 종지 전압은 30[V]일 수 있다. 따라서, 배터리 모듈(10)이 충전장치(30)에 장착된 상태에서, 충전되지 않고 장시간 방치되더라도, 상기 배터리 유닛(150)이 방전 종지 전압을 넘어 과방전 되는 현상을 줄일 수 있다.

또한, 과방전되는 현상이 줄어들게 됨으로써, 상기 배터리 유닛(150)의 수명이 확보되는 장점이 있다.

또한, 과방전에 의한 배터리 유닛(150)의 폭발위험성을 줄일 수 있다. 따라서, 배터리 모듈(10)의 안전성이 향상되는 장점이 있다.

한편, 본 명세서에서, 상기 “배터리부 트랜지스터” 및 상기 “방전방지 다이오드” 상기 배터리부 제어유닛에 대한 상기 배터리 유닛의 전원 공급 여부를 결정하는 의미에서 “스위치부”라 이름할 수 있다.

상기 충전부 관리회로(300)는 상기 충전부 관리회로(300)의 양 끝단을 나타내는 한 쌍의 전극(C+, C-)를 포함할 수 있다. 상기 충전부 관리회로(300)의 한 쌍의 전극(C+, C-)은 상기 충전장치(30)의 단자부(34)에 구비될 수 있다. 따라서, 상기 충전장치(30)에 상기 배터리 모듈(10)이 장착되면, 상기 충전부 관리회로(300)의 한 쌍의 전극(C+, C-)은 상기 배터리 모듈(10)의 한 쌍의 전극(P+, P-)에 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 충전부 관리회로(300)는 상기 배터리부 관리회로(200)의 배터리부 보조전극(P0)과 연결 가능한 충전부 보조전극(C0)을 더 포함할 수 있다. 상기 충전장치(30)에 상기 배터리 모듈(10)이 장착되는 경우, 상기 배터리부 관리회로(200)의 배터리부 보조전극(P0)은 상기 충전장치(30)의 충전부 보조전극(C0)에 연결될 수 있다.

상기 충전부 관리회로(300)는 상기 충전부 관리회로(300)의 양전극(C+)에 연결되는 충전부 제 1 노드(nc1)를 더 포함할 수 있다. 그리고, 상기 충전장치(30)에 상기 배터리 모듈(10)이 장착되는 경우, 상기 배터리부 관리회로(200)에 방전루프를 형성하기 위하여, 상기 충전부 제 1 노드(nc1)와 상기 충전부 관리회로(300)의 충전부 보조전극(C0) 사이에는, 상기 장착감지 스위치(33)가 구비될 수 있다.

상기 충전장치(30)에 상기 배터리 모듈(10)이 장착되는 경우, 상기 장착감지 스위치(33)는 턴 온 될 수 있다. 이에 따라, 상기 충전부 관리회로(300)의 양전극(C+)와 충전부 보조전극(C0)은 서로 연결되고, 상기 배터리 모듈(10)의 양전극(P+)는, 상기 충전부 관리회로(300)의 양전극(C+), 상기 충전부 관리회로(300)의 충전부 보조전극(C0), 및 상기 배터리 모듈(10)의 배터리부 보조전극(P0)에 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 상기 배터리 모듈(10)에는, 방전루프가 형성될 수 있다.

한편, 상기 충전부 관리회로(300)는, 상기 장착부(32)에 장착된 배터리 모듈(10)에 전원이 공급되도록 하기 위한 포토 커플러(320)를 더 포함할 수 있다. 상기 포토 커플러(320)는 상기 장착감지 스위치(33)와 상기 충전부 보조전극(C0) 사이에 구비되는 차단저항(Rs)과 병렬연결 될 수 있다. 또한, 상기 포토 커플러(320)는 상기 충전부 제 1 노드(nc1) 및 충전부 접지라인 사이에 연결될 수 있다.

상기 충전부 접지라인은 상기 충전부 관리회로(300)의 접지전극(C-)이 그라운드 접지에 전기적으로 연결되는 도전체를 의미할 수 있다.

상세히, 상기 포토 커플러(320)는 콜렉터 단자(Co) 및 에미터 단자(E)를 포함할 수 있다. 상기 포토 커플러(320)의 콜렉터 단자(Co) 및 에미터 단자(E)는 상기 차단저항(Rs)의 일측과 타측에 각각 연결될 수 있다.

다르게 표현하면, 상기 포토 커플러(320)의 콜렉터 단자(Co)는 상기 장착감지 스위치(33)에 연결될 수 있다. 그리고, 상기 포토 커플러(320의 에미터 단자(E)는 상기 충전부 관리회로(300)의 충전부 보조전극(C0)에 연결될 수 있다.

상기 포토 커플러(320)는 애노드 단자(A) 및 캐소드 단자(Ca)를 더 포함할 수 있다. 상기 포토 커플러(320)의 애노드 단자(A)는 상기 충전부 제 1 노드(nc1)에 연결될 수 있다. 그리고, 상기 포토 커플러(320)의 캐소드 단자(Ca)는 상기 충전부 접지라인에 연결될 수 있다. 한편, 상기 포토 커플러(320)가 구동되도록 하기 위하여, 상기 포토 커플러(320)의 애노드 단자(A) 및 상기 충전부 제 1 노드(nc1)사이에는, 허용범위의 전류가 흐르고, 상기 충전부 제 1 노드(nc1) 및 상기 충전부 접지라인 사이에 전위차가 형성되도록 하기 위한 보조저항(Rp)이 구비될 수 있다.

상기 충전부 관리회로(300)는, 상기 포토 커플러(320)와 상기 충전부 접지라인 사이에 구비되는 충전부 트랜지스터(330)를 더 포함할 수 있다. 상기 충전부 트랜지스터(330)의 드레인 단자(D)는 상기 포토 커플러(320)의 캐소드 단자(Ca)에 연결될 수 있다. 그리고 상기 충전부 트랜지스터(330)의 소스 단자(S)는 상기 충전부 접지라인에 연결될 수 있다. 그리고, 상기 충전부 트랜지스터(330)의 게이트 단자(G)는 상기 충전부 제어유닛(340)에 연결될 수 있다. 따라서, 상기 충전부 트랜지스터(330)가 턴 온 됨에 따라, 상기 충전부 트랜지스터(330)의 드레인 단자(D)와 소스 단자(S)는 서로 연결 될 수 있다.

정리하면, 상기 배터리 유닛(150)의 충전을 위하여, 상기 배터리 모듈(10)은 상기 충전장치(30)에 장착될 수 있다. 이때, 상기 충전부 관리회로(300)에 구비되는 포토 커플러(320)에 의하여, 상기 배터리 모듈(10)의 양전극(P+)과 상기 충전부 접지라인 사이에는 전위차가 발생될 수 있다. 따라서, 상기 배터리 모듈(10)의 접지전압이 상기 충전장치(30)의 전압 보다 크고, 배터리 유닛(150)의 전압이 기준전압에 도달한 경우에도, 상기 배터리 유닛(150)은 상기 충전장치(30)에 의해 안정적으로 충전이 수행될 수 있는 장점이 있다.

한편, 상기 배터리 모듈(10)이 상기 충전장치(30)에 장착되면서, 상기 충전부 트랜지스터(330)의 게이트 단자(G)에 연결된 충전부 제어유닛(340)에는 장착신호가 입력될 수 있다. 상기 충전부 제어유닛(340)에 입력된 장착신호에 의해 상기 충전부 제어유닛(340)은 상기 배터리 모듈(10)이 상기 장착부(32)에 장착된 것으로 확인할 수 있다. 따라서, 상기 충전부 제어유닛(340)은 상기 배터리부 제어유닛(220)과 서로 통신하여 정보를 송수신할 수 있다.

상기 충전부 관리회로(300)는 외부로부터 전원을 공급받는 수단인 전원공급유닛(360)를 더 포함할 수 있다. 상기 전원공급유닛(360)는 외부에서 공급되는 AC전원을 DC전원으로 변환하여, 상기 배터리부 관리회로(200) 및 상기 충전부 제어유닛(340)에 전원을 공급할 수 있다. 상기 전원공급유닛(360)은, 상기 충전부 관리회로(300)의 양전극(C+)에 연결되는 충전부 제 2 노드(nb2)와 상기 충전부 접지라인 사이에 위치할 수 있다. 따라서, 상기 전원공급유닛(360)는 배터리부 관리회로(200) 및 충전부 제어유닛(340)에 전원을 공급할 수 있다.

상기 충전부 관리회로(300)는 상기 전원공급유닛(360)로부터 공급받은 전원을 상기 충전부 제어유닛(340)에 공급하기 위한 변환유닛(350)을 더 포함할 수 있다. 상기 변환유닛(350)은 상기 전원공급유닛(360)으로부터 변환된 DC전압을 상기 충전부 제어유닛(340)이 구동되기 위한 전원으로 변환시키기 위한 DC-DC 컨버터 일 수 있다. 상기 변환유닛(350)은, 일례로, 스위칭 모드 파워 서플라이(SMPS, Switching Mode Power Supply)를 포함할 수 있다. 상기 변환유닛(350)은 상기 전원공급유닛(360)에 연결된 상기 충전부 제 2 노드(nc2)와, 상기 충전부 접지라인 사이에 연결될 수 있다. 또한, 상기 변환유닛(350)은 상기 충전부 제어유닛(340) 연결될 수 있다. 따라서, 상기 변환유닛(350)은 상기 전원공급유닛(360)로부터 인가 받은 전원을 상기 충전부 제어유닛(340)이 구동되는데 적합한 전원으로 변환한 뒤, 상기 충전부 제어유닛(340)에 공급할 수 있다.

도 4는 제 1 실시예에 따른 배터리 모듈이 충전장치에 장착된 상태의 배터리 모듈 및 충전장치를 보여주는 회로도이고, 도 5는 제 1 실시예에 따른 배터리 모듈이 충전되는 과정을 보여주는 흐름도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 배터리 모듈(10)이 상기 충전장치(30)의 장착부(32)에 장착되면, 상기 장착감지 스위치(33)는 턴 온 될 수 있다(S1). 이때, 상기 배터리 모듈(10)의 한 쌍의 전극(P+, P-) 및 배터리부 보조전극(P0)는 상기 충전장치(30)의 한 쌍의 전극(C+, C-) 및 충전부 보조전극(C0)에 각각 연결될 수 있다. 한편, 상기 장착감지 스위치(33)가 턴 온 됨에 따라, 상기 배터리 유닛(150)의 전원은 상기 포토 커플러(320)에 공급될 수 있다.

상기 포토 커플러(320)는 상기 배터리 유닛(150)의 전원을 공급받아 턴 온 될 수 있다(S3). 상기 포토 커플러(320)가 턴 온 되면, 상기 충전부 트랜지스터(330)는 턴 온 될 수 있다. 또한, 상기 충전부 트랜지스터(330)가 턴 온 되면서, 상기 배터리 모듈(10)의 양전극(P+) 및 충전부 접지라인 사이에는 전위차가 발생한다. 또한, 상기 장착감지 스위치(33)가 턴 온 되면, 상기 배터리 모듈(10)의 양전극(P+)은, 충전장치(30)의 양전극(C+), 접지전극(C-), 및 배터리 모듈(10)의 배터리부 보조전극(P0)에 전기적으로 연결된다. 따라서, 상기 배터리 유닛(150)의 전원은 상기 배터리부 제 4 노드(nb4)에 공급될 수 있다. 이때, 상기 제 4 노드(nb4)에 공급되는 전압은 상기 배터리부 제 2 저항부(Rd1, Rd2)에 의해 분배되어 미리 설정된 전압레벨로 강하된 상기 배터리 유닛(150)의 전압일 수 있다.

상기 배터리 유닛(150)의 전압이 미리 설정된 기준전압 보다 큰 경우(S5), 상기 배터리부 제 4 노드(nb4)에 연결된 방전방지 다이오드(240)는 턴 온 될 수 있다(S7). 그리고, 상기 방전방지 다이오드(240)가 턴 온 됨으로써, 상기 배터리부 트랜지스터(230)는 턴 온 될 수 있다(S8).

상세히, 상기 방전방지 다이오드(240)가 턴 온 되는 경우, 상기 배터리부 트랜지스터(230)의 게이트 단자(G)는 배터리부 접지라인에 연결될 수 있다. 이때, 상기 배터리부 트랜지스터(230)의 소스 단자(S)에는, 상기 배터리 유닛(150)의 전원이 공급된 상태일 수 있다. 이에 따라, 상기 배터리부 트랜지스터(230)의 구동 조건이 만족되어, 상기 배터리부 트랜지스터(230)는 턴 온 될 수 있다.

상기 배터리부 트랜지스터(230)가 턴 온 됨에 따라, 상기 배터리부 감지유닛(210)에는 상기 배터리 유닛(150)의 전원이 공급될 수 있다. 이때, 상기 배터리부 감지유닛(210)은 상기 배터리부 제어유닛(220)에 전원을 공급할 수 있다. 따라서, 상기 배터리 제어유닛(220)은 턴 온 될 수 있다(S9).

상기 배터리부 제어유닛(220)은 상기 배터리부 감지유닛(210)를 통해, 상기 배터리부 감지유닛(210)에 병렬 연결된 충전소자(261) 및 방전소자(262)를 턴 온 시킬 수 있다. 따라서, 상기 배터리 모듈(10)의 접지전극(P-)는 상기 충전장치(30)의 접지전극(C-)에 연결될 수 있다. 따라서, 상기 충전장치(30)로부터 상기 배터리부 관리회로(200)제 전원이 공급되면, 상기 배터리 유닛(150)은 충전될 수 있다. 한편, 상기 배터리부 제어유닛(220)은 상기 배터리부 감지유닛(210)을 통해, 상기 배터리 유닛(150)의 상태를 확인할 수 있다.

상기 충전장치(30)의 전원공급유닛(360)에 외부전원이 공급될 수 있다(S11). 상기 충전장치(30)의 전원공급유닛(360)에 외부전원이 공급되면, 상기 전원공급유닛(360)는 상기 배터리 유닛(150)에 전원을 공급할 수 있다. 이에 따라, 상기 배터리 유닛(150)은 충전될 수 있다. 또한, 상기 전원공급유닛(360)는 상기 변환유닛(350)에 전원을 공급할 수 있다. 상기 변환유닛(350)은 상기 전원공급유닛(360)로부터 공급된 전원의 전압을 설정전압으로 변환시킨 후에 상기 충전부 제어유닛(340)에 공급할 수 있다. 이에 따라, 상기 충전부 제어유닛(340)은 동작될 수 있다.

상기 충전부 제어유닛(340)이 동작되면, 상기 충전부 제어유닛(340)은 상기 배터리부 제어유닛(220)으로부터 배터리의 상태정보를 제공 받을 수 있다. 그리고, 상기 충전부 제어유닛(340)은 상기 배터리 상태정보를 사용자가 육안으로 확인할 수 있도록 표시할 수 있다. 이를 위하여, 상기 충전장치(30)는, 사용자가 육안으로 상기 배터리 상태정보를 확인하기 위한 별도의 표시장치(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 표시장치는 일례로, LED(Light-emitting diode), LCD(Liquid Crystal Display), 스피커(speaker) 등이 포함될 수 있다.

한편, 상기 충전장치(30)의 전원공급유닛(360)에 외부전원이 공급되지 않는 경우, 상기 배터리 모듈(10)은 대기모드로 동작될 수 있다(S15). 상기 대기모드는, 상기 배터리 유닛(150)의 전원을 공급받는 상기 배터리 제어유닛(220)에 의해 배터리의 상태가 관리되는 제어모드를 의미할 수 있다.

상기 배터리 모듈(10)이 대기모드로 동작되면, 상기 배터리부 제어유닛(220)에는 상기 배터리 유닛(150)의 전원이 계속 공급될 수 있다. 따라서, 상기 배터리 유닛(150)에는, 방전이 진행될 수 있다.

한편, 상기 배터리 모듈(10)이 대기모드로 동작되는 과정에서, 상기 배터리 유닛(150) 전압이 기준전압 보다 작아지면(S5), 상기 방전방지 다이오드(240)는 턴 오프 될 수 있다(S17). 상기 방전방지 다이오드(240)가 턴 오프 됨에 따라, 상기 배터리부 제어유닛(220)에 공급되는 배터리 유닛(150)의 전원은 차단될 수 있다. 즉, 배터리부 관리회로(200)에 형성된 방전루프는 차단될 수 있다. 따라서, 상기 배터리 유닛(150)의 방전량은 줄어들 수 있다. 즉, 상기 배터리 유닛(150)에는 자기방전만이 발생될 수 있다.

한편, 상기 방전방지 다이오드(240)에 이상이 발생되는 경우에는, 상기 방전방지 다이오드(240)는 기준전압 이하에서 턴 오프 되지 않을 수 있다. 이러한 경우, 상기 배터리부 제어유닛(220)은 상기 배터리 유닛(150)의 전압을 감지한다. 그리고, 감지된 배터리 유닛(150)의 전압이 방전 종지 전압 이하가 되는 경우, 상기 보호부(260)를 제어하여 상기 배터리 유닛(150)의 전원공급을 차단시킬 수 있다.

정리하면, 상기 방전방지 다이오드(240)에 의해 상기 배터리 유닛(150)의 과방전이 1차 방지될 수 있고, 상기 보호부(260)에 의해 상기 배터리 유닛(150)의 과방전이 2차 방지될 수 있다. 따라서, 배터리 유닛(150)의 과방전 되는 것을 보다 효과적으로 줄일 수 있는 장점이 있다. 이에 따라, 배터리 유닛(150)의 안전성이 보다 향상되는 장점이 있다.

도 6은 실시예와 종래기술의 배터리 유닛의 시간에 따른 방전량을 비교한 그래프이다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 종래기술에서는 배터리의 전압이 미리 설정된 전압에 도달하더라도, 마이컴에 계속해서 배터리의 전원이 공급된다.

이에 반하여, 본 발명에서는, 기준전압에서 방전방지 다이오드(240)에 의해 배터리 유닛(150)은 상기 배터리부 제어유닛(220)에 공급되는 전원이 차단된다. 따라서, 상기 배터리 유닛(150)은 전기량이 자연 소실되는 자기방전이 수행될 수 있다. 일례로, 상기 배터리 유닛(150)의 전압이 기준전압인 60[V]이상인 경우, 상기 배터리 유닛(150)에서 소비되는 전류는 140uA일 수 있다. 그리고 상기 배터리 유닛(150)의 전압이 기준전압 미만인 경우, 상기 배터리 유닛(150)에서 소비되는 전류는 16uA일 수 있다. 따라서, 상기 배터리 유닛(150)이 대기 모드 상태로 장시간 대기하더라도, 상기 배터리 유닛(150)은 기준전압 이후에 자기방전만이 수행되어 방전량을 줄일 수 있다. 또한, 방전량이 줄어들게 됨으로써, 방전종지전압(도면에서 30[V])에 도달하는 시간이 보다 지연될 수 있어서, 배터리 유닛(150)의 과방전되는 현상을 줄일 수 있는 장점이 있다.

한편, 본 명세서에서, 기준 전압 및 방전 종지 전압은 사용자에 의해 설정된다. 이러한 의미에서, 상기 기준 전압은 제 1 설정 전압이라 할 수 있다. 그리고, 상기 방전 종지 전압은 제 2 설정전압이라 할 수 있다.

본 실시예에 따르면, 배터리 유닛(150)의 과방전되는 현상을 줄이기 위하여, 배터리부 관리회로(200)에는 기준전압 이하에서, 배터리 유닛(150)의 배터리부 제어유닛(220)에 대한 전원 공급을 차단하는 방전방지 다이오드를 구비한다. 상기 방전방지 다이오드(240)가 턴 온 되면, 상기 배터리 유닛(150)은 자기방전이 수행될 수 있다. 즉, 상기 배터리 유닛(150)의 방전량을 감소시킬 수 있다. 따라서, 배터리 유닛(150)이 충전장치(30)에서 충전되지 않고, 오랜시간 동안 방치되더라도, 상기 배터리 유닛(150)이 과방전되는 현상을 줄일 수 있는 장점이 있다.

또한, 상기 배터리 유닛(150)의 과방전 현상이 줄어들게 됨으로써, 상기 배터리 유닛(150)의 기대수명을 보다 길게 확보할 수 있는 장점이 있다.

뿐만 아니라, 상기 배터리 유닛(150)의 과방전되는 시점을 지연시킴으로써, 상기 배터리 유닛(150)의 안전성을 향상시키는 장점이 있다.

또한, 상기 방전방지 다이오드(240)의 이상 발생에 의해 상기 배터리 유닛(150)이 턴 오프되지 않을 수 있다. 이때, 상기 배터리부 제어유닛(220)은, 상기 배터리부 감지유닛(210)을 이용하여 상기 배터리 유닛(150)의 전압을 감지한다. 그리고, 감지된 상기 배터리 유닛(150)의 전압이 방전 종지 전압을 초과하여 방전된 경우, 상기 배터리부 제어유닛(220)은 보호부(260)를 제어하여, 상기 배터리 유닛(150)의 전압공급을 차단시킬 수 있다. 즉, 본 실시예에서는 배터리 유닛(150)의 과방전을 방지하기 위한 1차 과방전 방지수단인 방전방지 다이오드(240)가 구비되며, 2차 과방전 방지수단인 보호부(260)가 구비된다. 따라서, 배터리 유닛(150)의 과방전 되는 현상이 보다 효과적으로 줄어들 수 있으며, 과방전되는 현상이 줄어듦에 따라 배터리 유닛(150)의 안전성이 향상될 수 있다.

또한, 상기 배터리 모듈(10)의 전압이 기준전압에 도달한 상태에서, 상기 배터리 모듈(10)은 상기 충전장치(30)에 장착될 수 있다. 이때, 상기 배터리부 관리회로(220)에 상기 배터리 유닛(150)의 전원이 공급되도록 하기 위하여, 상기 충전부 관리회로(300)에는 상기 배터리 모듈(10)의 양전극(P+) 및 상기 충전부 접지라인 사이에 전위차를 발생시키도록 하는 포토 커플러(320)가 구비된다. 따라서, 상기 배터리 모듈(10)의 접지전압이 상기 충전장치(30)의 접지전압 보다 높더라도, 상기 배터리부 관리회로(220)에는 배터리 유닛(150)의 전원이 공급될 수 있다. 이에 따라, 상기 배터리부 관리회로(220)의 배터리부 제어유닛(220)은 보호부(260)의 충전소자(261) 및 방전소자(262)를 턴 온 시킬 수 있다. 따라서, 상기 배터리부 관리회로(200)의 접지전극과 상기 충전부 관리회로(300)의 접지전극이 서로 연결될 수 있다. 그리고, 상기 배터리 유닛(150)은 상기 충전장치(30)로부터 전원을 공급받아 충전될 수 있다.

이하에서는 제 2 실시예에 대해 설명한다.

제 2 실시예는 이전 실시예와 비교하여, 차이가 있는 부분을 중심으로 설명하고, 이전 실시예와 동일한 부분에 대해서는 설명을 생략한다.

또한, 제 2 실시예는 이전 실시예와 비교하여, 배터리 유닛이 가전제품에 장착된 상태에서 충전될 수 있는 부분에 있어 특징이 있음을 미리 밝힌다.

도 7은 제 2 실시예에 다른 진공 청소기의 사시도이고, 도 8은 제 2 실시예에 따른 배터리 모듈이 분리된 진공 청소기의 제 2 바디에 대한 사시도이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 제 2 실시예에 따른 진공 청소기(5)는, 흡입력을 발생시키는 흡입모터(510)를 구비하는 청소기 본체(50)와, 상기 청소기 본체(50)로 먼지를 포함한 공기를 안내하는 흡입장치(90)를 더 포함할 수 있다.

상기 흡입모터(510)는 상기 청소기 본체(50)에 분리 가능하게 장착되는 배터리 모듈(60) 및 외부로부터 인가되는 전원 중 어느 하나에 의해 전원을 공급받을 수 있다.

상기 흡입장치(90)는 청소면, 일례로, 바닥 면의 먼지를 흡입하기 위한 흡입부(91)를 포함할 수 있다.

또한, 상기 흡입장치(90)는 상기 흡입부(91)를 상기 청소기 본체(50)에 연결시키기 위한 연결부(92, 93, 94)를 더 포함할 수 있다.

상기 연결부(92, 93, 94)는 상기 흡입부(91)에 연결되는 연장관(94)과, 상기 연장관(94)에 연결되는 핸들(92)과, 상기 핸들(92)을 상기 청소기 본체(50)에 연결시키는 흡입호스(93)를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 진공 청소기(5)는, 상기 흡입장치(90)에서 흡입된 공기와 먼지를 서로 분리시키는 먼지분리부(미도시)와, 상기 먼지분리부에서 분리된 먼지를 저장하는 먼지통(550)을 더 포함할 수 있다. 상기 먼지통(550)은 상기 청소기 본체(50)에 분리 가능하게 장착될 수 있다.

상기 진공 청소기(5)는, 상기 흡입모터(510)의 작동을 제어하기 위한 컨트롤러(미도시)를 포함할 수 있다,

또한, 상기 진공 청소기(5)는 상기 흡입모터(510)를 작동시키기 위한 전원을 공급하는 배터리 모듈(60)을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 진공 청소기(5)는 상기 배터리 모듈(60)을 충전시키기 위한 충전부(80)와, 상기 청소기 본체(50)에 분리 가능하게 연결되며, 상기 청소기 본체(50)로 상용전원을 공급하기 위한 전원 코드(95)를 더 포함할 수 있다.

상기 전원코드(95)는 콘센트에 연결되는 플러그(96)와, 상기 청소기 본체(50)에 연결되는 코드 커넥터(97)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 청소기 본체(50)는 상기 코드 커넥터(97)가 연결되는 본체 커넥터(502)를 더 포함할 수 있다.

상기 청소기 본체(50)는, 제 1 바디(501)와, 상기 제 1 바디(501)의 하측에 결합되는 제 2 바디(503)를 포함할 수 있다. 상기 제 2 바디(503)의 양측에는 각각 바퀴(505)가 결합될 수 있다.

상기 제 2 바디(503)에는 상기 흡입모터(510)와, 장착부(80)가 구비될 수 있다. 그리고 상기 장착부(80)는, 상기 배터리 모듈(60)이 분리 가능하게 장착되기 위하여 배터리 장착공간(81)을 포함할 수 있다.

또한, 상기 장착부(80)는 장착된 배터리 모듈(60)의 충전을 수행하기 위한 충전 관리회로(800)가 구비된 충전장치(82)가 구비될 수 있다.

상기 제 2 바디(503)에 장착되는 배터리 모듈(10)은 하나 이상의 배터리 셀을 구비하는 배터리 유닛(650)을 포함할 수 있다. 상기 배터리 유닛(650)은 배터리 모듈(60)의 외관을 형성하는 배터리부 하우징(600) 내부에 구비될 수 있다. 한편, 상기 배터리 유닛(650)에 구비되는 상기 배터리 셀은 충전 가능한 2차 전지일 수 있다.

상기 배터리 모듈(650)은, 상기 배터리부 하우징(600) 내부에 구비되며, 상기 배터리 유닛(650)을 관리하기 위한 배터리부 관리회로(700)를 더 포함할 수 있다.

도 9는 제 2 실시예에 따른 배터리 모듈 및 진공 청소기의 블록도이고, 도 10은 제 2 실시예에 따른 배터리 모듈이 분리된 상태의 배터리 모듈 및 진공 청소기의 회로도이다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 상기 배터리 모듈(60)은 상기 배터리 유닛(650)의 양 끝단을 나타내는 한 쌍의 전극(B+, B-)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 배터리 모듈(60)은, 상기 배터리 모듈(60)의 양 끝단을 나타내는 한 쌍의 전극(P+, P-)를 포함할 수 있다.

상기 배터리 유닛(650)의 한 쌍의 전극(B+, B-)는 상기 배터리 모듈(60)의 한 쌍의 전극(P+, P-)에 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 상기 배터리 모듈(60)이 상기 진공 청소기(5)의 장착부(80)에 장착되면, 상기 배터리 모듈(60)은 상기 진공 청소기(5)와 전기적으로 연결될 수 있다.

한편, 상기 배터리 모듈(60)은, 상기 배터리 관리회로(700)에 구비되며, 상기 배터리 모듈(60)의 상기 장착부(80) 장착여부에 따라 상기 배터리 모듈(60)의 양전극(P+)과의 연결이 결정되는 배터리부 보조전극(P0)을 더 포함할 수 있다. 상기 배터리 모듈(60)의 양전극(P+)과 상기 배터리부 보조전극(P0)이 서로 연결되면, 상기 배터리부 관리회로(700)에는 상기 배터리 유닛(650)의 방전을 위한 방전루프가 형성될 수 있다.

또한, 상기 배터리부 관리회로(700)는 상기 배터리 유닛(650)의 상태를 감지하는 배터리부 감지유닛(710)을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 배터리부 관리회로(700)는 상기 배터리부 감지유닛(710)을 제어하기 위한 배터리 제어유닛(720)을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 배터리부 관리회로(700)는 상기 배터리 유닛(650)의 과충전 및 과방전을 차단하기 위한 보호부(760)를 더 포함할 수 있다. 상기 보호부(760)는 상기 배터리 제어유닛(720)과 상기 배터리 유닛(750) 사이에 연결될 수 있다.

상기 보호부(760)는 충전소자(761) 및 방전소자(762)를 포함할 수 있다. 그리고 상기 충전소자(761) 및 방전소자(762)는 상기 배터리 제어유닛(720)에 각각 병렬 연결되어, 상기 배터리 제어유닛(720)에 의해 온 또는 오프동작 되도록 제어될 수 있다.

상기 배터리부 관리회로(700)는 상기 배터리 유닛(650)의 양전극(B+)과 상기 배터리 모듈(10)의 양전극(P+) 사이에서, 상기 배터리 유닛(750)의 전압이 인가되는 배터리부 제 1 노드(nb1)을 더 포함할 수 있다. 그리고 상기 배터리부 관리회로(700)는 상기 배터리부 제 1 노드(nb1)에 인가되는 전압을 후술되는 배터리부 트랜지스터(730)에 공급하기 위한 배터리부 제 2 노드(nb2)를 더 포함할 수 있다.

상기 배터리부 관리회로(700)는 온 또는 오프 동작되어, 상기 배터리부 감지유닛(710)의 배터리 유닛(650) 전원 공급여부를 결정하는 배터리부 트랜지스터(730)를 더 포함할 수 있다.

상기 배터리부 트랜지스터(730)는 소스 단자(S), 드레인 단자(D), 및 게이트 단자(G)를 포함할 수 있다. 상기 배터리부 트랜지스터(730)의 소스 단자(S)는 상기 배터리부 제 2 노드(nb2)에 연결될 수 있다. 그리고, 상기 배터리부 트랜지스터(730)의 드레인 단자(D)는 상기 배터리부 감지유닛(710)에 연결될 수 있다. 상기 배터리부 관리회로(700)는 상기 게이트 단자(G)와 배터리부 접지라인을 서로 연결하는 배터리부 제 3 노드(nb3)를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 배터리부 관리회로(700)는 배터리가 미리 설정된 기준전압 이하가 되는 것을 방지하기 위하여, 상기 배터리부 제 3 노드(nb3) 및 상기 배터리부 접지라인 사이에 배치되는 방전방지 다이오드(740)를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 배터리부 관리회로(700)는, 상기 방전방지 다이오드(740)에 배터리 유닛(150)의 전압을 공급시키기 위한 배터리부 제 4 노드(nb4)를 포함할 수 있다. 상기 배터리부 제 4 노드(nb4)에는, 상기 배터리부 보조전극(P0)이 연결될 수 있다. 그리고, 상기 배터리부 제 4 노드(nb4)에는, 상기 방전방지 다이오드(740)가 연결될 수 있다. 따라서, 상기 배터리 유닛(650)의 전원은, 상기 배터리부 제 4 노드(nb4)를 통해, 상기 방전방지 다이오드(740)에 공급될 수 있다.

상기 방전방지 다이오드(740)는, 상기 배터리부 제 4 노드(nb4)를 통해 상기 방전방지 다이오드(740)에 공급되는 배터리 유닛(650)의 전압이 상기 기준전압보다 큰 경우, 상기 배터리부 제 3 노드(nb3)를 상기 배터리부 접지라인에 연결시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 배터리부 트랜지스터(730)는 턴 온될 수 있고, 상기 배터리부 감지회로(700)를 통하여 상기 배터리 유닛(650)에 전원이 공급될 수 있다.

또한, 상기 배터리부 관리회로(700)는 상기 배터리부 트랜지스터(730)가 온/오프 스위치 모드로 동작되도록 하기 위한 제 1 분배저항부(771)를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 배터리부 관리회로(700)는, 상기 방전방지 다이오드(740)가 온/오프 스위치 모드로 동작되도록 하기 위한, 제 2 분배저항부(772)를 더 포함할 수 있다. 상기 제 2 분배저항부(772)는 상기 방전방지 다이오드(740)에 공급되는 배터리 유닛(650)의 전압을 설정 비로 출력시킬 수 있다. 따라서, 상기 방전방지 다이오드(740)에는, 스위치 모드로 동작되기 위한 허용 범위의 전압이 인가될 수 있다.

또한, 사용자는 상기 제 2 분배저항부(772)를 구성하는 각각의 저항의 크기를 조절하여 상기 방전방지 다이오드(740)를 턴 오프 시키는 상기 기준전압을 설정할 수 있다.

한편, 상기 충전장치(82)는 상기 배터리 모듈(60)을 관리하고, 상기 배터리 모듈(60)을 충전 또는 방전시키기 위한 충전부 관리회로(800)를 포함할 수 있다.

상기 충전부 관리회로(800)는, 상기 충전부 관리회로(800)의 양 끝단을 나타내는 한 쌍의 전극(C+, C-)를 포함할 수 있다. 상기 충전부 관리회로(800)의 한 쌍의 전극(C+, C-)은 상기 충전장치(82)의 단자부(미도시)에 구비될 수 있다. 따라서, 상기 장착부(80)에 상기 배터리 모듈(60)이 장착되면, 상기 충전부 관리회로(800)의 한 쌍의 전극(C+, C-)은 상기 배터리 모듈(60)의 한 쌍의 전극(P+, P-)에 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 충전부 관리회로(800)는 상기 배터리부 관리회로(700)의 배터리부 보조전극(P0)와 연결 가능한 충전부 보조전극(C0)을 더 포함할 수 있다. 상기 장착부(80)에 상기 배터리 모듈(10)이 장착되는 경우, 상기 배터리부 관리회로(700)의 배터리부 보조전극(P0)은 상기 충전부 관리회로(800)의 충전부 보조전극(C0)에 연결될 수 있다.

상기 충전부 관리회로(800)는, 상기 충전부 관리회로(800)의 양전극(C+)에 연결되는 충전부 제 1 노드(nc1)를 더 포함할 수 있다. 그리고, 상기 장착부(80)에 상기 배터리 모듈(60)이 장착되는 경우, 상기 배터리부 관리회로(700)에 방전루프를 형성하기 위하여, 상기 충전부 제 1 노드(nc1)와 상기 충전부 관리회로(800)의 충전부 보조전극(C0) 사이에는, 상기 장착감지 스위치(83)가 구비될 수 있다.

상기 충전장치(82)에 상기 배터리 모듈(60)이 장착되는 경우, 상기 장착감지 스위치(83)는 턴 온 될 수 있다. 이에 따라, 상기 충전부 관리회로(800)의 양전극(C+)와 충전부 보조전극(C0)은 서로 연결되고, 상기 배터리 모듈(60)의 양전극(P+)는, 상기 충전부 관리회로(800)의 양전극(C+), 상기 충전부 관리회로(800)의 충전부 보조전극(C0), 및 상기 배터리 모듈(60)의 배터리부 보조전극(P0)에 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 상기 배터리 모듈(60)에는, 방전루프가 형성될 수 있다.

또한, 상기 충전부 관리회로(800)에 상기 배터리 모듈(60)의 전원이 공급되도록 하기 위한 포토 커플러(820)를 더 포함할 수 있다. 그리고, 상기 포토 커플러(820)는 상기 장착감지 스위치(83)와 상기 충전부 보조전극(C0) 사이에 구비되는 차단저항(Rs)과 병렬 연결 될 수 있다. 또한, 상기 포토 커플러(820)는 상기 충전부 제 1 노드(nc1) 및 상기 충전부 접지라인 사이에 위치할 수 있다.

또한, 상기 충전부 관리회로(800)는, 상기 포토 커플러(820)와 상기 충전부 접지라인 사이에 구비되는 충전부 트랜지스터(830)를 더 포함할 수 있다.

상기 배터리 유닛(650)의 충전을 위하여, 상기 배터리 모듈(60)은 상기 장착부(80)에 장착될 수 있다. 이때, 상기 충전부 관리회로(800)에 구비되는 포토 커플러(820)에 의하여, 상기 배터리 모듈(10)의 양전극(P+)과 상기 충전부 접지라인 사이에는 전위차가 발생될 수 있다. 따라서, 상기 배터리 모듈(60)의 접지전압이 상기 충전장치(82)의 접지전압 보다 크고, 배터리 유닛(650)의 전압이 기준전압에 도달한 경우에도, 상기 배터리 유닛(650)은 상기 충전장치(82)에 의해 안정적으로 충전 또는 방전이 수행될 수 있는 장점이 있다.

한편, 상기 배터리 모듈(60)이 상기 장착부(80)에 장착되면서, 상기 충전부 트랜지스터(830)의 게이트 단자(G)에 연결된 충전부 제어유닛(840)에는 장착신호가 입력될 수 있다.

상기 충전부 관리회로(800)는 외부로부터 전원을 공급받는 수단인 전원공급유닛(860)을 더 포함할 수 있다. 상기 전원공급유닛(860)은, 상기 장착부의 양전극(C+)에 연결되는 충전부 제 2 노드(nb2) 및 충전부 접지라인 사이에 연결될 수 있다. 또한, 상기 전원공급유닛(860)은 상기 본체 커넥터(502)에 연결될 수 있다. 따라서, 상기 본체 커넥터(502)에 상기 전원코드(95)의 코드 커넥터(97)가 연결되면, 상기 전원공급유닛(860)은 배터리부 관리회로(800) 및 충전부 제어유닛(840)에 전원을 공급할 수 있다. 이때, 상기 전원코드(95)의 플러그(96)는 콘센트에 연결되어, 외부로부터 전원을 공급받는 상태일 수 있다.

상기 충전부 관리회로(800)는 상기 전원공급유닛(860)로부터 공급받은 전원을 상기 충전부 제어유닛(840) 및 흡입모터(510) 중 적어도 하나에 공급하기 위한 변환유닛(850)을 더 포함할 수 있다. 상기 변환유닛(850)은 상기 전원공급유닛(860)으로부터 변환된 DC전압을 상기 충전부 제어유닛(840)이 구동되기 위한 전원으로 변환시키기 위한 DC-DC 컨버터 일 수 있다. 상기 변환유닛(850)은, 일례로, 스위칭 모드 파워 서플라이(SMPS, Switching Mode Power Supply)를 포함할 수 있다.

상기 변환유닛(850)은 상기 전원공급유닛(860)에 연결된 상기 충전부 제 2 노드(nc2) 및 충전부 접지라인 사이에 연결될 수 있다. 또한, 상기 변환유닛(850)은 상기 충전부 제어유닛(840) 연결될 수 있다. 따라서, 상기 변환유닛(850)은 상기 전원공급유닛(860)로부터 인가 받은 전원을 상기 충전부 제어유닛(840)이 구동되는데 적합한 전원으로 변환한 뒤, 상기 충전부 제어유닛(840)에 공급할 수 있다.

이하에서는, 동작에 대해 설명한다.

도 11은 제 2 실시예에 따른 배터리 모듈이 장착된 상태의 배터리 모듈 및 진공 청소기의 회로도이다.

도 11을 참조하면, 상기 배터리 모듈(60)은 상기 장착부(80)에 장착될 수 있다. 이때, 상기 충전장치(82)에 구비되는 상기 장착감지 스위치(83)은 턴 온 될 수 있다. 그리고, 상기 배터리 모듈(60)의 한 쌍의 전극(P+, P-) 및 보조전극(P0)은 상기 충전장치(82)의 한 쌍의 전극(C+, C-) 및 충전부 보조전극(C0)에 각각 연결될 수 있다. 또한, 상기 장착감지 스위치(83)가 턴 온 됨에 따라, 상기 배터리 유닛(650)의 전원은 상기 포토 커플러(650)에 공급될 수 있다.

상기 포토 커플러(820)는 상기 배터리 유닛(650)의 전원을 공급 받아 턴 온 될 수 있다. 상기 포토 커플러(820)가 턴 온 되면, 상기 충전부 트랜지스터(830)는 턴 온 될 수 있다. 또한, 상기 충전부 트랜지스터(830)가 턴 온 되면서, 상기 배터리 모듈(60)의 양전극(P+) 및 충전부 접지라인 사이에는 전위차가 발생할 수 있다. 또한, 상기 장착감지 스위치(83)가 턴 온 되면, 상기 배터리 모듈(60)의 양전극(P+)은, 충전장치(82)의 양전극(C+), 접지전극(C-), 및 배터리 유닛(650)의 배터리부 보조전극(P0)에 전기적으로 연결된다. 따라서, 상기 배터리 유닛(650)의 전원은 상기 배터리부 제 4 노드(nb4)에 공급될 수 있다.

상기 배터리 유닛(650)의 전압이 상기 기준전압 보다 큰 경우, 상기 배터리부 제 4 노드(nb4)에 연결된 방전방지 다이오드(740)는 턴 온 될 수 있다.

또한, 상기 방전방지 다이오드(740)가 턴 온 됨으로써, 상기 배터리부 트랜지스터(730)는 턴 온 될 수 있다.

상기 배터리부 트랜지스터(730)가 턴 온 됨에 따라, 상기 배터리부 감지유닛(710)에는 상기 배터리 유닛(650)의 전원이 공급될 수 있다. 그리고, 상기 배터리부 감지유닛(710)은 상기 배터리부 제어유닛(720)에 전원을 공급할 수 있다. 따라서, 상기 배터리 제어유닛(720)은 턴 온 될 수 있다(S59). 상기 배터리부 제어유닛(720)은, 상기 배터리부 감지유닛(710)를 통해, 상기 배터리부 감지유닛(710)에 병렬 연결된 충전소자(761) 및 방전소자(762)를 턴 온 시킬 수 있다. 따라서, 상기 배터리 모듈(60)의 접지전극(P-)는 상기 충전장치(82)의 접지전극(C-)에 연결될 수 있다.

상기 충전장치(82)의 전원공급유닛(860)에 외부전원이 공급될 수 있다.

상기 충전장치(80)의 전원공급유닛(860)에 외부전원이 공급되면, 상기 선택부(870)는 턴 온될 수 있다(S63). 상세히, 상기 선택부 스위치(873)에는, 외부전원이 인가될 경우, 턴 온 신호가 발생될 수 있다. 그리고, 발생된 턴 온 신호에 의해, 상기 선택부 제 2 트랜지스터(872) 및 상기 선택부 제 1 트랜지스터(871)은 턴 온 될 수 있다.

상기 전원공급유닛(860)는 상기 배터리 유닛(650)에 전원을 공급할 수 있다. 따라서, 상기 배터리 유닛(650)은 충전될 수 있다. 또한, 상기 전원공급유닛(860)는 상기 변환유닛(850)에 전원을 공급할 수 있다. 상기 변환유닛(850)은 상기 전원공급유닛(860)로부터 공급된 전원의 전압을 설정전압으로 변환시킨 후에 상기 충전부 제어유닛(840)에 공급할 수 있다. 이에 따라, 상기 충전부 제어유닛(840)은 동작될 수 있다. 상기 충전부 제어유닛(840)이 동작되면, 상기 충전부 제어유닛(840)은 상기 배터리부 제어유닛(820)으로부터 배터리의 상태정보를 제공 받을 수 있다.

또한, 상기 충전장치(80)의 전원공급유닛(860)에 외부전원이 공급되면, 상기 배터리 유닛(650)은 외부전원에 의해 전원을 충전될 수 있다.

한편, 상기 전원공급유닛(860)에 외부전원이 공급되지 않으면, 배터리 관리 회로(700) 및 상기 진공 청소기(5)의 흡입모터(510)가 상기 배터리 유닛(650)에 의해 전원을 공급받아 동작될 수 있다. 즉, 상기 배터리 유닛(650)은 방전을 진행한다.

상기 배터리 유닛(650)은, 배터리 유닛(650)의 전압이 기준전압 미만이 될 때까지 방전이 진행될 수 있다. 다르게 표현하면, 상기 진공 청소기(5)는 상기 배터리 유닛(650)의 전압이 기준전압에 도달할 때까지, 상기 배터리 유닛(650)으로부터 전원을 공급 받을 수 있다.

배터리 유닛(650)의 전압이 기준전압 미만이 되는 경우, 상기 기준전압 보다 작아지면, 상기 방전방지 다이오드(740)는 턴 오프 될 수 있다. 상기 방전방지 다이오드(740)가 턴 오프 됨에 따라, 상기 배터리부 제어유닛(720)에 공급되는 배터리 유닛(550)의 전원은 차단될 수 있다. 또한, 상기 방전방지 다이오드(740)가 턴 오프 됨에 따라, 상기 보호부(760)의 충전소자(761) 및 방전소자(762)도 턴 오프될 수 있다. 이에 따라, 상기 배터리 모듈의 접지전극(P-) 및 상기 충전장치(82)의 접지전극(C-)의 전기적 연결이 차단될 수 있다. 즉, 상기 흡입모터(510)에는 더 이상 배터리 유닛(650)의 전원이 공급되지 않는다. 따라서, 상기 배터리 유닛(650)의 방전량은 줄어들 수 있다. 즉, 상기 배터리 유닛(650)에는 자기방전만이 발생될 수 있다.

본 발명에서, 전원공급유닛(360, 860)은 충전부 관리회로(300, 800) 내부 구성으로 설명하였다. 다만, 상기 전원공급유닛(360, 860)은 상용전원을 상기 배터리 모듈을 충전하기 위한 전압으로 변환하여 공급하는 별도의 구성으로 구비되는 것도 가능하다. 상기 전원공급유닛(360, 860)은 일례로, 플러그가 연결되어 상용전원이 공급되는 콘센트(consent)와 충전장치 또는 진공 청소기를 서로 연결하는 전원 어탭터(power adapter)일 수 있다.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.

또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

가전제품에 전원을 공급하기 위한 배터리 유닛;
상기 배터리 유닛에 병렬로 연결되며, 상기 배터리 유닛의 상태를 감지하는 배터리부 감지유닛;
상기 배터리부 감지유닛을 제어하는 배터리부 제어유닛;
상기 배터리 유닛 및 배터리부 제어유닛 사이에 위치하며, 온 또는 오프 동작에 기초하여 상기 배터리부 제어유닛에 상기 배터리 유닛의 전원 공급여부를 결정하는 배터리부 트랜지스터; 및
상기 배터리 유닛 및 상기 배터리부 트랜지스터 사이에 위치하며, 상기 배터리 유닛의 전압 및 기준전압을 비교하여 상기 배터리부 트랜지스터를 온 또는 오프 시키는 방전방지 다이오드를 포함하고,
상기 방전방지 다이오드는 복수개의 단자를 포함하고, 각각의 단자들은 상기 배터리부 트랜지스터와, 배터리부 접지라인 및 상기 배터리 유닛에 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
제 1 항에 있어서,
상기 방전방지 다이오드는,
상기 배터리 유닛의 전압이 기준전압 보다 크면, 상기 배터리부 트랜지스터를 턴 온 시켜, 상기 배터리 유닛의 전원을 상기 배터리부 제어유닛에 공급하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
제 1 항에 있어서,
상기 방전방지 다이오드는,
상기 배터리 유닛의 전압이 기준전압 보다 작은 경우, 상기 배터리부 트랜지스터를 턴 오프 시켜, 상기 배터리부 제어유닛에 대한 배터리 유닛의 전원 공급이 차단되도록 하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
제 1 항에 있어서,
상기 방전방지 다이오드의 애노드 단자는 상기 배터리부 트랜지스터의 게이트 단자에 연결되며,
상기 방전방지 다이오드의 캐소드 단자는 상기 배터리부 접지라인에 연결되고,
상기 방전방지 다이오드의 레퍼런스 단자는 상기 배터리 유닛에 연결되어, 상기 배터리 유닛의 전원이 상기 방전방지 다이오드의 레퍼런스 단자에 공급되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
제 4 항에 있어서,
상기 방전방지 다이오드 및 상기 배터리 유닛 사이에 위치하고, 상기 배터리 유닛의 전압을 설정비로 전압강하 시켜, 상기 방전방지 다이오드의 레퍼런스 단자에 인가하는 분배저항부를 더 포함하는 배터리 모듈.
제 5 항에 있어서,
상기 분배저항부는,
상기 방전방지 다이오드의 레퍼런스 단자에 연결되는 배터리부 제 1 노드 및 상기 배터리 유닛 사이에 위치하는 방전방지 다이오드 제 1 분배저항과,
상기 제 1 노드 및 배터리부 접지라인 사이에 위치하는 방전방지 다이오드 제 2 분배저항을 포함하고,
상기 배터리 유닛의 전원은 상기 제 1 분배저항 및 제 2 분배저항에 의한 설정비로 전압강하 되어, 상기 방전방지 다이오드의 레퍼런스 단자에 공급되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
제 5 항에 있어서,
상기 분배저항부의 설정비가 증가되면, 상기 기준전압의 크기는 감소하고,
상기 분배저항부의 설정비가 감소되면, 상기 기준전압의 크기는 증가하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
배터리 모듈의 장착을 위한 장착부;
상기 장착부에 상기 배터리 모듈이 장착되는 것을 감지하는 장착감지 스위치; 및
상기 장착감지 스위치에 의해 상기 배터리 모듈이 상기 장착부에 장착되는 것이 감지되면, 상기 배터리 모듈에 전원을 공급하는 충전부 관리회로를 포함하고,
상기 충전부 관리회로는,
상기 장착부에 장착된 배터리 모듈에 외부전원을 공급하기 위한 전원공급장치와,
상기 배터리 모듈 또는 상기 전원공급장치로부터 전원을 공급받으면, 상기 배터리 모듈의 양전극과 상기 충전부 접지라인 사이에 전위차를 형성하는 포토 커플러를 포함하는 충전장치.
제 8 항에 있어서,
상기 장착감지 스위치는,
상기 배터리 모듈의 전원 또는 외부전원이 공급되는 충전부 제 1 노드 및 상기 배터리 모듈에 연결되는 보조전극(C0) 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 충전장치.
제 9 항에 있어서,
상기 충전부 관리회로는,
상기 장착감지 스위치와 상기 충전부 보조전극(C0) 사이에 위치하는 차단저항을 더 포함하고,
상기 포토 커플러는 상기 차단저항과 병렬 연결되며, 상기 충전부 제 1 노드에 연결되는 보조저항 및 충전부 접지라인 사이에 위치하고,
상기 장착감지 스위치가 턴 온 되고, 상기 포토 커플러에 전원이 공급되면, 상기 충전부 제 1 노드 및 상기 포토 커플러에 연결된 충전부 접지라인 사이에는 전위차가 형성되는 것을 특징으로 하는 충전장치.
제 10 항에 있어서,
상기 포토 커플러의 콜렉터 단자 및 에미터 단자는 각각 상기 차단저항의 일측과 타측에 연결되며,
상기 포토 커플러의 캐소드 단자는 상기 충전부 제 1 노드에 연결되고,
상기 포토 커플러의 애노드 단자는 상기 충전부의 접지라인에 연결되는 것을 특징으로 하는 충전장치.
제 8 항에 있어서,
상기 충전부 관리 회로는,
상기 포토 커플러와 상기 충전부 접지라인 사이에 위치하는 충전부 트랜지스터를 더 포함하고,
상기 포토 커플러를 통해 상기 충전부 트랜지스터에 전원이 공급되면, 상기 충전부 트랜지스터는 턴 온 되어 상기 포토 커플러를 상기 충전부 접지라인에 연결시키는 것을 특징으로 하는 충전장치.
제 9항에 있어서,
상기 배터리 모듈은,
상기 배터리 모듈의 접지전극 및 상기 충전부 관리회로의 접지전극을 연결 또는 차단시킬 수 있는 보호부를 포함하고,
상기 충전부 제 1 노드와 상기 충전부 접지라인 사이에 전위차가 형성되어 상기 배터리 모듈에 전원이 공급되면, 상기 보호부가 턴 온 되어, 상기 배터리 모듈의 접지전극과 충전부 관리회로의 접지전극이 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 충전장치
흡입력을 발생시키기 위하여 흡입 모터를 구비하는 본체;
상기 본체와 연통되며, 공기와 먼지를 흡입하기 위한 흡입부; 및
상기 흡입모터에 전원을 공급하기 위하여 분리 가능하게 장착될 수 있는 배터리 모듈을 포함하고,
상기 배터리 모듈은,
전기제품에 전원을 공급하기 위한 배터리 유닛;
상기 배터리 유닛에 병렬 연결되며, 상기 배터리 유닛의 상태를 감지하는 배터리부 감지유닛;
상기 배터리부 감지유닛을 제어하기 위한 배터리부 제어유닛;
상기 배터리 유닛 및 배터리부 감지유닛 사이에 연결되며, 턴 온 되는 경우 상기 배터리 유닛의 전원을 상기 배터리부 감지유닛으로 전달하기 위한 배터리부 트랜지스터;
상기 배터리 유닛 및 상기 흡입모터 사이에 연결되며, 상기 배터리 유닛으로부터 공급받는 전압에 기초하여 상기 배터리부 트랜지스터를 턴 온 또는 턴 오프 시키는 방전방지 다이오드를 포함하고,
상기 방전방지 다이오드는 복수개의 단자를 포함하고, 각각의 단자들은 상기 배터리부 트랜지스터와, 배터리부 접지라인 및 상기 배터리 유닛에 연결되는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
흡입력을 발생시키기 위하여 흡입 모터와 장착부를 구비하는 본체;
상기 본체에 연통되며, 공기와 먼지를 흡입하기 위한 흡입부;
상기 흡입모터에 전원을 공급하기 위하여, 상기 장착부에 분리 가능하게 장착되는 배터리 모듈; 및
상기 장착부에 장착된 상기 배터리 모듈에 전원을 공급하기 위한 충전부 관리 회로를 포함하고,
상기 충전부 관리회로는,
상기 장착부에 상기 배터리 모듈의 장착되거나 분리되는 것을 감지하기 위한 장착감지 스위치와,
상기 장착감지 스위치에 의해 상기 장착부에 상기 배터리 모듈이 장착되는 것이 감지되면, 상기 배터리 모듈에 전원을 공급하기 위한 전원공급장치와,
상기 배터리 모듈 또는 상기 전원공급장치로부터 전원을 공급받으면, 상기 배터리 모듈의 양전극과 상기 충전부 접지라인 사이에 전위차를 형성하는 포토 커플러를 포함하는 진공 청소기.
제 15 항에 있어서,
상기 배터리 모듈은,
충전 또는 방전을 위한 배터리 유닛과,
상기 배터리 모듈의 접지전극 및 상기 충전부 관리회로의 접지전극을 연결 또는 차단시킬 수 있는 보호부와,
상기 배터리 유닛의 충전 또는 방전을 제어하기 위하여, 상기 보호부의 온 또는 오프 구동을 제어하는 배터리부 제어유닛을 포함하고,
상기 포토 커플러에 의해 상기 배터리 모듈의 양전극과 상기 충전부 접지라인 사이에 전위차가 형성되면, 상기 배터리부 제어유닛은 상기 배터리 모듈 또는 상기 전원공급장치로부터 전원을 공급받아 상기 보호부를 턴 온 시키는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.