KR100691060B1 - Wiress charger - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선 충전기에 관한 것으로서, 제1 전자장을 형성할 수 있는 제1 코일이 마련된 패드; 및 제1 전자장과 교차되는 제2 전자장을 형성할 수 있는 제2 코일이 마련되며, 무선 충전용 축전지를 가진 전자기기를 수납할 수 있도록 패드에 설치된 바스켓;을 구비한다.The present invention relates to a wireless charger, comprising: a pad provided with a first coil capable of forming a first electromagnetic field; And a second coil capable of forming a second electromagnetic field intersecting the first electromagnetic field, and a basket installed on the pad to accommodate electronic devices having the wireless charging storage battery.

무선 충전기, 바스켓, 온도 센서 Wireless Charger, Basket, Temperature Sensor

Description

무선 충전기{Wiress charger}Wireless Charger {Wiress charger}

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.The following drawings attached to this specification are illustrative of preferred embodiments of the present invention, and together with the detailed description of the invention to serve to further understand the technical spirit of the present invention, the present invention is a matter described in such drawings It should not be construed as limited to

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무선 충전기의 사시도.1 is a perspective view of a wireless charger according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 단면도.2 is a cross-sectional view of FIG.

<도면의 주요 참조부호에 대한 설명><Description of main reference numerals in the drawings>

10...패드 12...제1 코일 14...후크10 ... Pad 12 ... First coil 14 ... Hook

20...바스켓 22...제2 코일 24...수납부20 ... Basket 22 ... Second Coil 24 ...

26...받침대 28...컵 30...온도 센서26 Base 28 Cup 30 Temperature sensor

본 발명은 무선 충전기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전자계 에너지를 발산시키는 1차 코일을 분리하고 그 분리된 각각의 코일들이 형성하는 전자장이 서로 교차되는 구조를 가진 무선 충전기에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless charger, and more particularly, to a wireless charger having a structure in which primary coils emitting electromagnetic energy are separated and electromagnetic fields formed by the separated coils cross each other.

현재 사용되고 있는 대부분의 단자 접촉식 충전방식은 충전기 모체의 단자와 축전지의 단자가 직접 접촉되어 전류가 흐름으로써, 축전지가 충전되는 방식이 채택되고 있다. 이러한, 단자 접촉을 통한 충전방식은 단자의 훼손이나 오염으로 인한 접촉상의 문제를 야기할 수 있을 뿐만 아니라 단락으로 인해 충전기 모체를 파손시킬 수 있는 문제점이 있다.Most of the terminal contact type charging methods currently in use include a method in which a battery is charged because a current flows between a terminal of a charger base and a terminal of a battery. Such a charging method through terminal contact may not only cause a problem in contact due to damage or contamination of the terminal, but also may damage the charger mother due to a short circuit.

이에 대한 대안으로 충전기 모체와 축전지가 비 접촉된 상태로 축전지에 에너지를 저장할 수 있는 무선 충전방식이 개발되었으며, 일부 기기에 이미 적용되어 상용화되어 있고, 다양한 분야에 응용하기 위하여 많은 연구와 개발이 이루어지고 있다. 이러한 무선 충전방식은 무선 전력을 송신하는 충전기 모체와 무선 전력을 수신하여 저장하는 무선 충전용 축전지로 구성된다.As an alternative to this, a wireless charging method has been developed that can store energy in the battery while the charger base and the battery are not in contact with each other. ought. The wireless charging method is composed of a charger base for transmitting wireless power and a wireless charging storage battery for receiving and storing wireless power.

상기 충전기 모체는 저주파의 상용 전원을 고주파의 전원으로 변환하여, 송전용 코일에 인가한다. 고주파의 전류가 송전용 코일에 인가됨으로써, 상기 송전용 코일은 전자 유도 현상에 기초하여 전자계 에너지를 발산하게 된다. 한편, 무선 충전용 축전지는 수전용 코일을 구비한다. 충전기 모체에서 발산된 전자계 에너지는 수전용 코일에 의해 전기 에너지로 유도되어 축전지에 저장된다.The charger matrix converts a commercial power source of low frequency into a high frequency power source and applies it to a coil for power transmission. When a high frequency current is applied to the power transmission coil, the power transmission coil emits electromagnetic energy based on the electromagnetic induction phenomenon. On the other hand, the battery for wireless charging is provided with a power receiving coil. Electromagnetic energy emitted from the charger mother is induced into electrical energy by the power receiving coil and stored in the battery.

일반적으로 사용되는 무선 충전방식은 플레이트형 충전기 모체 위에 무선 충전용 축전지가 거치된다. 충전기 모체는 구조상의 제약으로 인해 나선형 코일이 설치된다. 그러나, 나선형으로 설치된 코일에 고주파의 교류 전류 인가시, 코일이 설치되는 중심 부분에만 전자계 에너지가 집중되고, 코일의 외곽 부분에는 상대적으로 전자계 에너지가 약화되는 현상이 발생한다. 따라서, 무선 충전용 축전지가 나 선형 코일의 중심 부분에서 이탈되어 거치되면 무선 충전용 축전지의 충전효율이 저하되는 문제점이 있다.In general, the wireless charging method is a battery for wireless charging mounted on the plate charger base. The charger matrix has a spiral coil installed due to structural constraints. However, when a high frequency alternating current is applied to the spirally installed coil, electromagnetic energy is concentrated only at the center portion where the coil is installed, and the electromagnetic energy is relatively weakened at the outer portion of the coil. Therefore, when the battery for wireless charging is detached from the central portion of the linear coil or mounted, there is a problem in that the charging efficiency of the wireless charging battery decreases.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 착상된 것으로서, 각각의 코일에서 발생되는 전자장들을 서로 수직으로 교차시킴으로써 충전 효율을 향상시킬 수 있도록 구조가 개선된 무선 충전기를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was conceived to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a wireless charger having an improved structure to improve charging efficiency by vertically crossing electromagnetic fields generated in each coil.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무선 충전기는 제1 전자장을 형성할 수 있는 제1 코일이 마련된 패드; 및 상기 제1 전자장과 교차되는 제2 전자장을 형성할 수 있는 제2 코일이 마련되며, 무선 충전용 축전지를 가진 전자기기를 수납할 수 있도록 상기 패드에 설치된 바스켓;을 구비한다.Wireless charger according to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above object is a pad provided with a first coil capable of forming a first electromagnetic field; And a second coil configured to form a second electromagnetic field intersecting the first electromagnetic field, and a basket installed on the pad to accommodate an electronic device having a wireless rechargeable battery.

바람직하게, 상기 제1 전자장과 상기 제2 전자장은 실질적으로 수직으로 교차된다.Preferably, the first electromagnetic field and the second electromagnetic field intersect substantially vertically.

바람직하게, 본 발명에 따른 무선 충전기는 상기 제1 코일 및 제2 코일에 의해 발생되는 열을 감지할 수 있도록 상기 패드 및/또는 바스켓에 마련된 온도 센서;를 더 구비한다.Preferably, the wireless charger according to the present invention further includes a temperature sensor provided in the pad and / or the basket so as to sense heat generated by the first coil and the second coil.

바람직하게, 본 발명에 따른 무선 충전기는 상기 패드를 걸어서 고정 또는 부착하기 위해 패드에 마련된 후크;를 더 구비한다.Preferably, the wireless charger according to the present invention further comprises a hook provided in the pad for fixing or attaching the pad.

바람직하게, 상기 바스켓은, 상기 패드에 설치되며 소정 공간이 마련된 받침대; 및 상기 전자기기를 수납하는 수납부가 형성되고 상기 제2 코일이 표면에 위치 된 컵;을 구비한다.Preferably, the basket, the pedestal is provided on the pad and provided with a predetermined space; And a cup in which an accommodating part for accommodating the electronic device is formed and the second coil is positioned on a surface thereof.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무선 충전기를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a wireless charger according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms or words used in this specification and claims are not to be construed as being limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventors may appropriately define the concept of terms in order to best describe their invention. It should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention based on the principle that the present invention. Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무선 충전기를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 단면도이다.1 is a perspective view schematically showing a wireless charger according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view of FIG.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 무선 충전기(100)는 제1 코일(12)이 마련된 패드(10)와, 패드(10)의 소정 위치에서 실질적으로 수직으로 설치되고 무선 충전용 축전지(미도시)를 가진 전자기기(미도시)를 수납할 수 있으며 제2 코일(22)이 마련된 바스켓(20)을 구비한다.1 and 2, the wireless charger 100 according to the present exemplary embodiment is installed with the pad 10 provided with the first coil 12 substantially vertically at a predetermined position of the pad 10 and wirelessly charged. An electronic device (not shown) having a storage battery (not shown) may be accommodated, and a basket 20 having a second coil 22 may be provided.

상기 패드(10)는 소정의 두께를 가진 플레이트 형태로 제작되며, 상기 제1 코일(12)은 본 실시예에서 비록 나선형 구조로 설명되고 있지만 이에 한정되는 것은 아니며, 패드(10) 면에 대해 수직으로 전자력선을 형성시킬 수 있는 다른 형태 의 코일 구조를 포함하는 것으로 해석해야 한다. 따라서, 제1 코일(12)은 패드(10)에 대해 수직 방향 즉, 도면의 X 방향으로 제1 전자장을 형성하게 된다.The pad 10 is manufactured in the form of a plate having a predetermined thickness, and the first coil 12 is described as a spiral structure in this embodiment, but is not limited thereto, and is perpendicular to the surface of the pad 10. It should be interpreted as including other types of coil structures that can form electromagnetic force lines. Accordingly, the first coil 12 forms a first electromagnetic field in a direction perpendicular to the pad 10, that is, in the X direction of the drawing.

상기 바스켓(20)은 소정의 수납부(24)를 형성할 수 있는 받침대(26)와, 전자기기를 수납할 수 있는 수납부(24)가 실제로 마련되고 제2 코일(22)이 표면에 위치된 컵(28)을 구비한다. 상기 바스켓(20)의 받침대(26)는 수납부(24)를 지지하면서 패드(10)에 바스켓(20)을 설치하기 위한 구조물이고, 상기 수납부(24)는 다양한 사이즈의 휴대폰들, PDA, 전자사전 등과 같은 전자기기를 수납할 수 구조이면 충분하다. 본 실시예에 있어서, 수납부(24)를 가진 컵(28)은 중심이 오목한 반구 형상을 가지지만 이러한 구조 이외의 다양한 수납 형태 및 구조가 선택될 수도 있다.The basket 20 is actually provided with a pedestal 26, which can form a predetermined housing 24, and a housing 24 for storing electronic devices, and the second coil 22 is located on the surface. Cup 28 is provided. The pedestal 26 of the basket 20 is a structure for installing the basket 20 on the pad 10 while supporting the storage unit 24. The storage unit 24 is a mobile phone, PDA, It is sufficient if the structure can accommodate electronic devices such as an electronic dictionary. In the present embodiment, the cup 28 having the receiving portion 24 has a hemispherical shape with a concave center, but various receiving shapes and structures other than such a structure may be selected.

상기 제2 코일(22)은 제1 전자장과 수직으로 교차되는 제2 전자장을 형성할 수 있도록 XY 평면과 평행하게 컵(28)의 표면에 감겨지는 것이 바람직하다. 또한, 제2 코일(22)은 도면의 Z 방향으로 전자장을 형성할 수 있는 다른 형태의 코일 구조를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The second coil 22 is preferably wound on the surface of the cup 28 parallel to the XY plane to form a second electromagnetic field perpendicular to the first electromagnetic field. In addition, the second coil 22 should be interpreted as including another type of coil structure capable of forming an electromagnetic field in the Z direction of the drawing.

도 2에 도시된 바와 같이, 제1 전자장과 제2 전자장이 교차하는 지점에는 패드(10)의 제1 코일(12)에서 유도된 유도 기전력과 바스켓(20)의 제2 코일(22)에서 유도된 유도 기전력이 교차되면서 공존하는 영역이 존재하게 된다. 이렇게 유도 기전력이 공존하는 영역이 수납부(24)에 형성시킴으로써 무선 충전용 축전지가 내장된 전자기기의 충전 효율을 높일 수 있게 된다.As shown in FIG. 2, the induced electromotive force induced in the first coil 12 of the pad 10 and the induced second coil 22 of the basket 20 at the point where the first and second electromagnetic fields intersect. As the induced induced electromotive force crosses, there exists a coexisting region. Thus, by forming an area in which the induced electromotive force coexists in the accommodating part 24, the charging efficiency of the electronic device in which the wireless rechargeable storage battery is built can be increased.

바람직하게, 본 발명에 따른 무선 충전기(100)는 제1 코일(12) 및 제2 코일(22)에 의해 발생되는 열을 감지할 수 있도록 패드(10) 및/또는 바스켓(20)에 마련된 온도 센서(30)를 더 구비할 수 있다. 상기 온도 센서(30)는 제1,2 코일(12)(22)에 흐르는 전류로 인하여 발생하는 열을 감지함으로써 충전기의 충전 상태, 이물질의 존재 등에 따른 이상 유무를 확인하기 위한 것이다. 온도 센서(30)는 예컨대 패드(10)와 바스켓(20)의 사이 등과 같이 그 설치 장소는 얼마든지 변경될 수 있음은 물론이다.Preferably, the wireless charger 100 according to the present invention has a temperature provided in the pad 10 and / or the basket 20 so as to sense heat generated by the first coil 12 and the second coil 22. The sensor 30 may be further provided. The temperature sensor 30 is for checking the abnormality due to the state of charge of the charger, the presence of foreign matters by sensing the heat generated by the current flowing through the first and second coils 12 and 22. The temperature sensor 30 may be changed as much as its installation location, for example, between the pad 10 and the basket 20.

본 실시예에 따른 무선 충전기(100)는 패드(10)를 소정의 장소에 고정 또는 부착하기 위해 패드에 마련된 후크(14)를 더 구비할 수 있다. 상기 후크(14)는 패드(10)의 상단에 설치된 고리로 설명되고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 매직 테이프, 클립, 별도의 지지부재 등과 같이, 무선 충전기(100)를 벽 또는 책상 등에 부착 또는 고정할 수 있는 다양한 형태로 변형될 수 있다.The wireless charger 100 according to the present embodiment may further include a hook 14 provided in the pad to fix or attach the pad 10 to a predetermined place. The hook 14 is described as a ring installed on the top of the pad 10, but is not limited thereto, such as, for example, magic tape, a clip, a separate support member, or the like, such as a wall or the wireless charger 100; It can be modified into various forms that can be attached or fixed to a desk or the like.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.Although the present invention has been described above by means of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and will be described below by the person skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of the claims.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 무선 충전기는 패드의 제1 코일로부터 형성되는 제2 코일로부터 발생되는 제2 전자장을 상호 수직으로 교차시킴으로써 무선 충전기의 충전 효율을 증대시킬 수 있는 효과를 가진다.As described above, the wireless charger according to the present invention has an effect of increasing the charging efficiency of the wireless charger by vertically crossing the second electromagnetic field generated from the second coil formed from the first coil of the pad.

Claims (5)

제1 전자장을 형성할 수 있는 제1 코일이 마련된 패드; 및A pad provided with a first coil capable of forming a first electromagnetic field; And 상기 제1 전자장과 교차되는 제2 전자장을 형성할 수 있는 제2 코일이 마련되며, 무선 충전용 축전지를 가진 전자기기를 수납할 수 있도록 상기 패드에 설치된 바스켓;을 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 충전기.And a second coil configured to form a second electromagnetic field intersecting the first electromagnetic field, and a basket installed on the pad to accommodate electronic devices having a wireless charging battery. . 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 전자장과 상기 제2 전자장은 실질적으로 수직으로 교차되는 것을 특징으로 하는 무선 충전기.And the first electromagnetic field and the second electromagnetic field are substantially perpendicular to each other. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 제1 코일 및 제2 코일에 의해 발생되는 열을 감지할 수 있도록 상기 패드 및/또는 바스켓에 마련된 온도 센서;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 충전기.And a temperature sensor provided on the pad and / or the basket so as to sense heat generated by the first coil and the second coil. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 패드를 걸어서 고정 또는 부착하기 위해 패드에 마련된 후크;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 충전기.And a hook provided in the pad to hang or fix the pad. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 바스켓은,The basket, 상기 패드에 설치되며 소정 공간이 마련된 받침대; 및A pedestal installed on the pad and provided with a predetermined space; And 상기 전자기기를 수납하는 수납부가 형성되고 상기 제2 코일이 표면에 위치된 컵;을 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 충전기.And an accommodating part for accommodating the electronic device, the cup having the second coil positioned on a surface thereof.
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