WO2000014849A1 - Bloc d'alimentation portatif a tensions multiples equipe de cellules solaires - Google Patents

Description

明 細 書 太陽電池を利用した携帯用多重電源装置 技 術 分 野 本発明は個人が携帯する携帯電話やノートブック、 ウォークマンなどのモー ビル (mobi le)電子製品の電源部分である蓄電池の充電電源が枯渴したり使用さ れることができない場合に対応した一種の携帯用非常電源装置であって、 特に 太陽電池を使用することにより昼間に太陽の日射量がある条件下で携帯電話、 ウォークマン等に電源を提供できて、 また必要電源電圧が異なる多種の機器に 全て使用可能なように多様なレベルの電源電圧を選択的に発生可能な携帯用多 重電源装置に関するものである。 背景技術 電子技術の発達とともに携帯電話、 ウォークマン、 ノートブック等の個人携 帯機器が広く商用化されている状態で、 必要時に携帯機器の蓄電池が全て放電 されて電源を供給受けることができない状態が発生するようになるのに、 これ を解決するために長時間使用しえる蓄電池の開発が必要になり、 また携帯機器 の小型化を満足しなければならないために、 この 2種類の条件を全て充足させ るための方案らが提案されている。

一方、 米国のモトローラ会社では携帯電話の蓄電器に非常電源を提供しえる ように、 太陽電池板を利用して携帯電話蓄電池の後面に直接付着させる方式を 試みたことがある。 しかし、 破損されやすい太陽電池を直接携帯電話蓄電池に 付着させることで太陽電池が破られやすくて、 これによつて蓄電池の自体を破 損させる否定的な効果によつて商用化に失敗した。 図面の簡単な説明 図 1は本発明の一実施例にかかる携帯用多重電源装置を示す概略図である。 図 2は太陽電池板の構成及び連結図である。

図 3、 図 4及び図 5は多重電源を選択するための太陽電池の単位モジュール の多接点連結図である。

図 6は電源選択のための操作スィツチの具現を示す概略図である。

図 7及び図 8は携帯用多重電源装置の多様な実施例を示す概略図である。 図 9は力一ド式の多重電源装置の概略図。 発明の開示 本発明は上記諸般問題点を解決するために案出されたことで、 太陽電池の破 損及び変形を防止または抑制できる太陽電池を利用した多重電源装置を提供す るのにその目的がある。

本発明の他の目的は使用機器の電源と分離して携帯したが必要時容易に連結 させて使用することができる太陽電池を利用した多重電源装置を提供するのに める。

本発明のまた別の目的は簡単な操作により多様な電源電圧を得ることができ て、 必要電源電圧が互異の多数の携帯機器に全て適用可能になる、 太陽電池を 利用した多重電源装置を提供するのにその目的がある。

上記目的を達成するために、 多数の太陽電池が電気的に連結されてモールデ イングされた少なくとも一つの太陽電池板と、 上記太陽電池らの間の陽極と陰 極を選択的に組合連結して多数の電源電圧のうち少なくともいずれか一つの電 源電圧を選択するための電源選択手段と、 上記電源選択手段から選択された電 源電圧を携帯機器に連結するための電源連結手段と、 上記太陽電池板、 上記電 源選択手段及び上記電源連結手段を内蔵して個人が携帯するための携帯用ケー スとを含んでなる。 発明を実施するための最良の形態 以下、 本発明が属する技術分野で通常の知識を持つた者が本発明の技術的思 想を容易に実施できる程度に詳細に説明するために、 本発明の最も望ましい実 施例を添付された図面を参照して説明する。

図 1は本発明の一実施例にかかる携帯用多重電源装置の構成を表す概略図で ある。

本実施例にかかる携帯用多重電源装置は電子手帳のような折りたたみ式の財 布形態に製作されて携帯用電子製品の電源と分離して携帯していて必要時容易 に連結させて使用しえるように製作されている。

図 1 を参照すれば、 本発明の携帯用多重電源装置は多数の太陽電池（101)が 行列方向に一定間隔をおいてアレイされた状態でモ一ルディングされた少なく とも一つの太陽電池板（110)と、 上記ァレイされた太陽電池（101)らの間の陽極 と陰極を選択的に組合連結して多様な電源電圧のうち少なくともいずれか一つ の電源電圧を選択するための電源選択部（120)と、 上記電源選択部（120)から選 択された電源電圧を携帯機器に連結するための電源連結部（130)、 及び上記太 陽電池板（110)、 上記電源選択部 20)及び上記電源連結部（130)を内蔵して個 人が携帯可能なように製作された携帯用ケース（140)で構成される。

図 2 は本発明の一実施例にかかる太陽電池板（1 10)の構成を表す概略図で、 アレイされた各太陽電池（101)の極性の連結関係が具体的に図示されている。 図 2 に図示された通り、 本発明の一実施例にかかる太陽電池板（1 10)は一^ D の太陽電池板（110)が 4個の単位モジュール（105)で構成されるのに、 各単位モ ジュール（105)は 4個の太陽電池（101)が直列に連結されて構成されるつ

そして、 各単位モジュ一ルの陽極と陰極は電源選択部（120)の接点に連結さ れている。 そして、 本発明の太陽電池板（110)は携帯を容易にするために太陽 電池アレイに配線を形成した後、 破損されないようにパッケージまたはモジュ —ル化する過程でガラスを使用しないで透明な耐熱性ポリマーを使用してモー ルディングされているので、 外部の物理的衝撃に破損されないで軽くて体積が 少ない特性がある。

太陽電池（101)は昼間に日射量がある場合に直接光エネルギーを直流電気ュ ネルギ一に変換させる半導体発電素子として、 シリコン太陽電池の場合には太 陽電池 1個当り概略 0. 48〜0. 42 ポルト（volt)の起電力が生成されて発生電流 は日射量の強さと太陽電池の面積に比例して増加するようになる。 したがって、 このような太陽電池を図 2 のように直列または/及び並列連結すれば携帯機器 に必要な電源電圧を得ることができる。

本発明では図 2のような太陽電池板（110)から太陽電池の直列または/及び並 列連結を多様に具現するために電源選択部（120)を携帯用ケース（140)に装着し たので、 その具現方法の一例とこれの原理を具体的に説明する。

図 3、 図 4、 図 5 は電源選択部により使用機器の動作電源を選択する方法を 表す概略図である。

電源選択部（120)には太陽電池板（110)の各単位モジュール（105)の陽極と陰 極に対応する接点らが形成されている（図面で、 e、 ㊀で図示する）。 したがつ て、 電源選択部（120)の各接点を図 3 に図示された通り適切に連結すれば望み の電圧を得ることができる。

まず、 図 3 の（a)ないし（d)は図 2 で説明した一^ 3の太陽電池板（1 10)から 1. 2〜1. 5V、 2. 0〜2. 4V、 3. 0〜3. 6V、 4. 0〜4· 8V、 6. 0〜7· 2V 等を得ることがで きる配線構造を表している。 もし、 携帯電話の電源の場合使用電圧は 6V とす る時、 太陽電池板（110)の 4個の単位モジュール（105)を全て直列連結して使用 する場合動作電圧は 7. 7〜6. 7V として逆電流防止ダイオードでの電圧降下が 0. 3〜0. 5V であることを勘案しても携帯電話の充電電源で使用することができ る。 また、 一般的によく使われるウォークマンの使用電圧は 3V である。 した がつて太陽電池板の 4個の単位モジュールをまず. 2個ずつ直列連結し各直列連 結されたモジュール 2個を並列連結して動作電圧を 3. 9〜3· 4Vで選択できるつ 合わせて、 1. 5V を使用する機器の場合には太陽電池板の単位モジュールを全 て並列連結して使用すれば望みの電圧を得ることができる。

次に、 図 4の（a)、 （b)と図 5の（a)、 (b) は太陽電池板（110)を 2個以上使用 して 6V より高い電圧が必要な機器の場合に望みの電圧を得ることができる接 点連結方法を図示している。 結局、 図 3、 図 4及び図 5で明るいように本発明 の一実施例にかかる電源選択部（120)の構成は 1. 5V近くの単位に可変される電 源電圧を自由に選択できるように構成されている。

一方、 発電部の太陽電池の発電電圧が充分しない場合には使用機器の蓄電池 で太陽電池に逆電流が流れて蓄電池の電力が太陽電池で消耗されることを防止 すべきなのに、 これをために図 3に図示された通り逆電流防止ダイォードを形 成すればよい。 この時注意すべきことは逆電流防止ダイォードが太陽電池と直 列連結することによりダイォード部分で電圧降下が起きるようになる。 したが つて、 これを最小化できるように自体電圧降下が少ないダイォードを使用しな ければならない。 また、 蓄電池の過充電防止のための回路などを付加しうるつ そして、 本実施例では 1. 5V 単位で可変する電源を得るための実施例を表した が、 鉛蓄電池、 Ni— Cd、 Li - ion, Li - polymer 等の多様な種類の蓄電池の特 別な用途の場合にしたがって 0. 5V 単位で可変する電源を得ることができるよ うに具現可能である。 すなわち 1. 2V、 1. 5V、 2. 4 V， 2. 5V, 3. 0V、 3. 6 V等で 多様に設計できる。

図 6は使用者が簡単なスィツチ操作により図 3、 図 4及び図 5のような接点 方式を具現するための電源選択部の具現例を図示した概略図で、 選択電圧が 2 または 3つの場合には図 6の（a)のようで一般的な接点スィツチの方が便利で ある。 一方、 選択電圧が 3つ以上の多数の場合には図 6 の（b)のような円筒形 回転式接点スィッチを使用するほうが便利である。 そして、 多数の太陽電池板 を使用する場合には太陽電池板の増減により円筒形回転式スィツチの個数を一 致させることによって多様な電源の選択が可能である。 " 以上では太陽電池板（ 1 10)の具現とそれから多様な電源電圧を得ることがで きる電源選択部（ 120)の具現方法に対して説明した。

一方、 このように得られる電源電圧を使用機器に提供することにあって、 小 型の携帯用ケース（140)に電源の伝達のための電線を容易に保管することがで きなければならないが、 これをために例えば公知された製品の半自動式回転リ 一ル卷き装置を使用すればよい。 そして電線の終わり部分は使用機器と連結す ることが容易にボル卜式の接続方式で電線終端に Φ、 Θで分離された接点をお き使用機器にしたがって多様な接続端子と組立式で連結可能なようにすること ができる。 これにより使用機器によって変わる接続端子に対応してその接続端 子らに符合される接続を具現できる。

合わせて、 本実施例では太陽電池板、 電源選択スィッチ（電源選択部）、 半自 動式回転リ一ル巻き装置（電源連結部）を内蔵して携帯が容易なように折りたた み式の電子手帳形態の携帯用ケース（140)をデザインしたのに、 図 1 に図示さ れた通り、 太陽電池板（110)が付着されたケースの面がちようつがい（210)によ り折りたたむように構成できて、 この折りたたまれる部分には接続端子保管部 (220)を具現して接続端子の保管と携帯するのが簡便なようにできる。 さらに 図 7のように、 公知の電子手帳または計算機に太陽電池板が付着されたケース 面をもう一つ装着して本発明の多重電源装置を用途にしたがって色々な形態で 変形できて、 図 8のように 1段おりたたみ式、 1段折り畳み 2段ひろげ式、 2 段折り畳み 1段ひろげ式、 1段折り畳み 2段ひろげ式等で多様に携帯用ケース を製作できる。 そして、 携帯用ケースは前述した実施例で言及した電子手帳形 態以外にカード式、 財布式等のあらゆる携帯用ケースが使用可能である。

特にカード式の場合には一般のクレジットカードのように財布に携帯できる ように製作して携帯に不便しないように体積を最小化できて、 使用時にも帽子 のひさし、 肩の肩章、 またはかばんに付着できるように製作して使用上の不便 さを除去することができる長所を持つ。

図 9は力一ド式の多重電源装置を概略的に図示したことで、 カード式の場合 にもおりたたみ式の財布形態と同様に太陽電池板 (910)、 電源選択部 (920)及び 電源連結部 (930)及び携帯用ケース（950)で構成され、 図 9では過充電保護回路 (940)を別途に図示した。

以上で説明した通り本発明の携帯用多重電源装置は、 例えば携帯電話と使用 機器の蓄電池と分離された別途の軽い携帯用ケースに太陽電池を内蔵させて蓄 電池と別途に携帯して使用することができる。 また太陽電池は反りが可能な透 明の耐熱性ポリマーによりモールディングされていて太陽電池板の破られるこ とに伴った携帯電話蓄電池の破損に影響を与えない。 特に使用用途にしたがつ て簡単にスィツチを操作することで多様な電圧を得るようになつていて、 携帯 電話、 ウォークマン、 ラジオ、 無電機及びノートブックなどの多様な直流電圧 を要するあらゆる機器に接続させて使用することができる。 そして体積を減ら すために携帯機器との連結線は半自動リールに巻かれるようにして保管するよ うにすることにより体積を最小化して使用するため便利に使用することができ て、 また使用機器にしたがって多様な形態の接続端子（アダプターターミナル 端子）を手軽く変換できるように連結線と連結端子をボルト式で分離して連結 できるように具現される。

本発明の技術思想は上記望ましい実施例によって具体的に記述されたが、 上 記一実施ィ とを 注意するべきである。

また、 本発明の技術分野の通常の専門家ならば本発明の技術思想の範囲内で 多様な実施例が可能さを理解することができることである。

以上で説明した通り、 本発明による携帯用多重電源装置は蓄電池の充電が難 しい遠隔地にキヤムコーダ、 携帯電話、 ウォークマン、 ラジオ、 無電機及びノ —トブックなどを携帯して外出または長期滞在する場合、 日射量がある昼間に 携帯用蓄電池を充電できて、 また蓄電池の枯渴時に直接使用機器に付着させて 非常電源で使用することができる。

特に電子手帳等に付着する場合には複合機能を持つ携帯電源としてその活用 度を一層高めることができる。 また、 本発明による多重電源装置は多様な電源 電圧を発生するように構成されているので必要な電源電圧が異なる多様な使用 二全て適用可能である。

Claims

特許請求の範囲

1。 多数の太陽電池が電気的に連結されてモ一ルディングされた少なく とも一 つの太陽電池板と、

上記太陽電池らの間の陽極と陰極を選択的に組合連結して多数の電源電圧のう ち少なくともいずれか一つの電源電圧を選択するための電源選択手段と、 上記電源選択手段から選択された電源電圧を携帯機器に連結するための電源連 結手段と、

上記太陽電池板、 上記電源選択手段及び上記電源連結手段を内蔵して個人が携 帯するための携帯用ケースと

を含んでなる太陽電池を利用した携帯用多重電源装置。

2。 第 1 項において、 上記太陽電池板は透明な耐熱性ポリマ一によりモールデ ィングされたことを特徴とする太陽電池を利用した携帯用多重電源装置。

3。 第 1 項において、 上記太陽電池板は多数の太陽電池が直列連結された単位 モジュールを多数含んで、 各単位モジュールの陽極及び陰極は上記電源選択手 段に備わった多数の接点に接続されたことを特徴とする太陽電池を利用した携

4。 第 1 項において、 上記電源選択手段は太陽電池に逆電流が流れることを防 止するための逆電流防止素子を含むことを特徴とする太陽電池を利用した携帯

5。 第 1 項において、 上記電源選択手段は携帯機器の蓄電池が過充電されるこ とを防止するための回路を含むことを特徴とする太陽電池を利用した携帯用多

6。 第 1 項において、 上記携帯用ケースはカード式またはちようつがいによる 折り畳み式で具現されることを特徴とする太陽電池を利用した携帯用多重電源 補正書の請求の範囲

[ 2 0 0 0年 2月 1 6日 （1 6 . 0 2 . 0 0 ) 国際事務局受理：出願当初の請求の範 囲 1 , 5及び 6は補正された；出願当初の請求の範囲 3は取り下げられた；新しい請 求の範囲 7， 8， 9及び 1 0が加えられた；他の請求の範囲は変更なし。 （2頁）] 直列連結された多数の太陽電池を有し、 第 1電極及び第 2電極を有する単位 モジュールが多数個モールディングされた少なくとも一つの太陽電池板と、 上記多数の単位モジュールの各々の第 1電極及び第 2電極を直列または並列 に選択的に連結して外部装置に多数の電源を選択的に出力する電源選択手段と、 上記太陽電池板及び上記電源選択手段を内蔵して携帯するための携帯用ケー スと

を含んでなる太陽電池を利用した携帯用多重電源装置。

2.上記太陽電池板は、

透明な耐熱性ポリマーによりモールディングされることを特徴とする請求項 1記載の太陽電池を利用した携帯用多重電源装置。

3. (削除）

4.上記電源選択手段は、出力端に太陽電池に逆電流が流れることを防止するため の逆電流防止素子を含むことを特徴とする請求項 1 記載の太陽電池を利用した

5. (訂正）

上記電源選択手段は、 外部装置の蓄電池が過充電されることを防止するため の回路をさらに含むことを特徴とする請求項 1 記載の太陽電池を利用した携帯

6. (訂正）

上記携帯用ケースは、 カード式、 ちょうつがいによる折り畳み式またはス ライ ド型のひろげ式のいずれかにより多段具現されるを特徴とする請求項 1 記 載の太陽電池を利用した多数の電源を選択的に出力できる携帯用多重電源装置

8

補正された用紙 （条約第 19条）

7. (新設）

上記太陽電池板は、 4個の単位モジュールでなることを特徴とする請求項 1記 載の太陽電池を利用した携帯用多重電源装置。

8. (新設）

上記電源選択手段は、 円筒形回転式接点スィツチと上記円筒形回転式接点ス ィツチに結合された第 1及び第 2電源出力端子を含むことを特徴とする請求項 7 記載の太陽電池を利用した携帯用多重電源装置。

9. (新設）

上記多数の電源は、 第 1ないし第 4電源を含んで、

上記円筒形回転式接点スィツチは、 上記 4個の単位モジュールを同時に並列 連結して上記第 1 電源と、 同時に 2個ずつ直列連結された 2つの単位モジユー ルを同時に互いに並列連結して上記第 2電源と、 上記 4個の単位モジュールを 各々同時に直列連結して上記第 3電源及び上記 4個の単位モジュールの中 3個を 同時に直列連結して上記第 4電源を第 1及び第 2出力端子を介して選択的に供給 することを特徴とする請求項 8記載の太陽電池を利用した多重電源装置。

10. (新設）

上記逆電流防止素子は、 ダイオードであることを特徴とする請求項 4記載の 太陽電池を利用した携帯用多重電源装置。

捕正された用紙 （条約第 19条）