KR101876431B1 - The apparatus of smart card control with nfc chip and rfid - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명에서는 ESS기능과 페이퍼배터리구조로 이루어짐으로서, 기존에 비해 배터리 수명을 향상시킬 수 있고, 자기유도형 무선충전 단말기에서 송신되는 무선전력을 수신받아 근거리에서 비접촉 충전시킬 수 있으며, 배터리 충전 및 카드 사용시, 카드 표면상의 지문 인증을 통해 사용자 인증시킬 수 있는 ESS 기능과 페이퍼 배터리로 이루어진 NFC·RFID 무선전자카드용 스마트충전장치에 관한 것이다. In the present invention, since the ESS function and the paper battery structure are provided, the battery life can be improved compared with the conventional case, the wireless power transmitted from the magnetic induction type wireless charging terminal can be received, And a smart charging device for an NFC RFID wireless electronic card composed of an ESS function and a paper battery that can be authenticated by a fingerprint authentication on the card surface in use.
NFC 기술은 현재 NFC 포럼(http://www.nfc-forum.org)의 이름하에 산업 컨소시움에 의해 개발되고 있다. NFC technology is currently being developed by the Industrial Consortium under the name of the NFC Forum (http://www.nfc-forum.org).
NFC 기술은 RFID 기술(무선식별)로부터 출발하며 비접촉식 통신 인터페이스(비접촉식 데이터 전송/수신)와 여러 작동 모드, 즉 리더 모드, 카드 에뮬레이션 모드, 장치 모드를 갖는 NFC 소자를 이용한다.NFC technology is based on RFID technology (wireless identification) and uses NFC devices with contactless communication interfaces (contactless data transmission / reception) and multiple operating modes: reader mode, card emulation mode, and device mode.
기존의 전자카드는 RFID 리더기의 명령어에 대해 USIM의 RF(비접촉식)영역이 명령어 처리 후 결과값을 RFID 리더기로 바로 보내기 때문에, 실제적으로 전자카드 단말기와 통신을 하는 Contact(접촉식) 부분은 알 수가 없었다.In the existing electronic card, since the RF (contactless) area of the USIM sends commands to the RFID reader immediately after processing the command, the contact (contact) part communicating with the electronic card terminal is known There was no.
또한, 전자카드 내부에 형성된 2차전지의 수명이 짧아, USB 컨넥터 및 핀소켓을 통해 외부전원기기로부터 수시로 충전시켜야 하는 불편함이 있고, 충전회로의 부피가 커서 전자카드의 두께가 두껍고 무거운 문제점이 있었다.In addition, since the life of the secondary battery formed inside the electronic card is short, there is an inconvenience that it is necessary to charge the external power source device from time to time through the USB connector and the pin socket, and the thickness of the electronic card is thick and heavy there was.
상기의 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 ESS기능과 페이퍼배터리구조를 갖는 형상으로 형성시킬 수 있고, 자기유도형 무선충전 단말기에서 송신되는 무선전력을 수신받아 근거리에서 비접촉 충전시킬 수 있으며, 배터리 충전 및 카드 사용시, 카드 표면상의 지문 인증을 통해 사용자 인증시킬 수 있고, 13.560Mhz 주파수로 작동되어 스마트 디바이스 및 RFID 리더기와 접촉(태그)되면서 데이터를 송수신시킬 수 있어, 전자카드 금융, 교통, NFC, RFID 카드 기능을 수행시킬 수 있으며, 카드 내부공간에 NFC칩 모듈, NFC 무선전자카드용 ESS모듈, 제1 마이크로 USB 컨넥, 제1 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 스피커, 제1 지문인증부를 MEMS 기술을 적용시켜 미세하게 제작하여 모듈화할 수 있고, 무선충전 또는 마이크로 USB 컨넥터를 통한 외부전원연결 충전으로 손쉽게 충전할 수 있는 ESS 기능과 페이퍼 배터리로 이루어진 NFC·RFID 무선전자카드용 스마트충전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention can be formed into a shape having an ESS function and a paper battery structure, receive radio power transmitted from a magnetic induction type wireless charging terminal and make noncontact charging in a short distance, When using a card, it can authenticate the user by fingerprint authentication on the card surface. It operates at 13.560Mhz frequency and can transmit / receive data while being contacted (tagged) with smart device and RFID reader. And an MEMS technology is applied to an NFC chip module, an ESS module for an NFC wireless electronic card, a first micro USB connector, a first MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) speaker, and a first fingerprint authentication unit in an inner space of a card It can be modularly fabricated and can be easily connected by wireless charging or external power connection via micro USB connector. The object of the present invention is to provide a smart charging device for an NFC / RFID wireless electronic card composed of a chargeable ESS function and a paper battery.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 ESS 기능과 페이퍼 배터리로 이루어진 NFC·RFID 무선전자카드용 스마트충전장치는In order to achieve the above object, a smart charging apparatus for an NFC / RFID wireless electronic card, which comprises an ESS function and a paper battery according to the present invention,
13.560Mhz 주파수로 작동되어 스마트 디바이스와 접촉 및 태그되면서 무선데이터를 송수신시키고, 자기유도형 무선충전 단말기에서 송신되는 무선전력을 수신받아 근거리에서 비접촉 충전시키는 스마트 무선전자카드(100)와,A smart wireless
스마트 무선전자카드와 근거리에 위치되어, 스마트 무선전자카드쪽으로 전자기유도방식을 통해 무선전력을 송신시키는 자기유도형 무선충전 단말기(200)로 구성됨으로서 달성된다.And a magnetic induction type
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 As described above, in the present invention,
첫째, ESS기능과 페이퍼배터리구조로 이루어짐으로서, 기존에 비해 배터리 수명을 80% 향상시킬 수 있다.First, it consists of ESS function and paper battery structure, which can improve battery life by 80% compared with the conventional one.
둘째, 자기유도형 무선충전 단말기에서 송신되는 무선전력을 수신받아 근거리에서 비접촉 충전시킬 수 있어, 배터리 충전 속도를 기존에 비해 2배~4배 빠르게 충전시킬 수 있다.Secondly, the wireless power transmitted from the magnetic induction type wireless charging terminal can be received and noncontact charging can be performed in a short distance, so that the battery charging speed can be charged twice to four times faster than the conventional one.
셋째, 배터리 충전 및 카드 사용시, 카드 표면상의 지문 인증을 통해 사용자 인증시킬 수 있어, 카드 보안율을 기존에 비해 80% 향상시킬 수 있다.Third, when the battery is charged and the card is used, the user can authenticate the user through the fingerprint authentication on the card surface, thereby improving the card security ratio by 80%.
넷째, 13.560Mhz 주파수로 작동되어 스마트 디바이스 및 RFID 리더기와 접촉(태그)되면서 데이터를 송수신시킬 수 있어, 전자카드 금융, 교통, NFC, RFID 카드 기능을 수행시킬 수 있고, 이로 인해 응용범위와 사용률을 70% 향상시킬 수 있다.Fourth, it operates at 13.560Mhz frequency, and it can transmit and receive data by being contacted (tagged) with smart devices and RFID readers, and can perform electronic card finance, traffic, NFC, RFID card functions, 70%.
다섯째, 카드 내부공간에 NFC칩 모듈, NFC 무선전자카드용 ESS모듈, 제1 마이크로 USB 컨넥, 제1 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 스피커, 제1 지문인증부를 MEMS 기술을 적용시켜 미세하게 제작하여 모듈함으로서, 0.3mm~0.9mm의 두께를 갖는 슬림한 스마트 전자카드를 형성시킬 수 있으며, 이로 인해, 가볍고 부피가 작아 휴대가 용이하다.Fifth, an NFC chip module, an ESS module for an NFC wireless electronic card, a first micro USB connector, a first MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) speaker, and a first fingerprint authentication unit are finely manufactured by applying MEMS As a result, it is possible to form a slim smart electronic card having a thickness of 0.3 mm to 0.9 mm, which is light, small in volume and easy to carry.
여섯째, 무선충전 또는 마이크로 USB 컨넥터를 통한 외부전원연결 충전으로 손쉽게 충전할 수 있어, 스마트 무선전자카드 시장을 활성화시킬 수 있다.Sixth, it can be easily recharged by wireless charging or external power connection via micro USB connector, which can activate the smart wireless electronic card market.
도 1은 본 발명에 따른 ESS 기능과 페이퍼 배터리로 이루어진 NFC·RFID 무선전자카드용 스마트충전장치(1)의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 2는 본 발명에 따른 ESS 기능과 페이퍼 배터리로 이루어진 NFC·RFID 무선전자카드용 스마트충전장치(1)의 구성요소를 도시한 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 스마트 무선전자카드의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 4는 본 발명에 따른 NFC형 무선전자카드의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 5는 본 발명에 따른 NFC형 무선전자카드의 구성요소를 도시한 분해사시도,
도 6은 본 발명에 따른 NFC형 무선전자카드의 하단면 구성요소를 도시한 사시도,
도 7은 본 발명에 따른 NFC칩 모듈의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 8은 본 발명에 따른 NFC 무선전자카드용 ESS모듈의 구성요소를 도시한 구성도,
도 9는 본 발명에 따른 NFC용 PCS(Power Conditioning System)부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 10은 본 발명에 따른 RFID형 무선전자카드의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 11은 본 발명에 따른 RFID형 무선전자카드의 구성요소를 도시한 분해사시도,
도 12는 본 발명에 따른 RFID형 무선전자카드의 하단면 구성요소를 도시한 사시도,
도 13은 본 발명에 따른 RFID칩 모듈의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 14는 본 발명에 따른 RFID 무선전자카드용 ESS모듈의 구성요소를 도시한 구성도,
도 15는 본 발명에 따른 RFID용 PCS(Power Conditioning System)부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 16은 본 발명에 따른 자기유도형 무선충전 단말기의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 17은 본 발명에 따른 송신용 컨버터부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 18은 본 발명에 따른 스마트 무선전자카드에 자기유도형 무선충전 단말기에서 송신되는 무선전력을 수신받아 근거리(1mm~200mm)에서 비접촉 충전시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 19는 본 발명에 따른 RFID형 무선전자카드에서 13.560Mhz 주파수로 작동되어 스마트 디바이스와 접촉(태그)되면서 데이터를 송수신시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 20은 본 발명에 따른 제1,2 지문인증부를 통해 배터리 충전 및 카드 사용시, 지문 인증을 통해 사용자 인증시키는 것을 도시한 일실시예도.1 is a block diagram showing components of a Smart
FIG. 2 is a perspective view showing the components of a
3 is a block diagram illustrating components of a smart wireless electronic card according to the present invention;
FIG. 4 is a block diagram showing components of an NFC-type wireless electronic card according to the present invention;
5 is an exploded perspective view showing components of an NFC type wireless electronic card according to the present invention,
FIG. 6 is a perspective view illustrating a bottom surface component of an NFC-type wireless electronic card according to the present invention,
FIG. 7 is a block diagram illustrating components of an NFC chip module according to the present invention. FIG.
FIG. 8 is a block diagram showing components of an ESS module for an NFC wireless electronic card according to the present invention.
FIG. 9 is a block diagram showing components of a PCS (Power Conditioning System) unit for NFC according to the present invention,
FIG. 10 is a block diagram showing the components of the RFID-type wireless electronic card according to the present invention,
11 is an exploded perspective view showing the components of the RFID-type wireless electronic card according to the present invention,
FIG. 12 is a perspective view illustrating a bottom surface component of the RFID-type wireless electronic card according to the present invention,
13 is a block diagram showing the components of the RFID chip module according to the present invention,
FIG. 14 is a block diagram showing components of an ESS module for an RFID wireless electronic card according to the present invention;
FIG. 15 is a block diagram showing components of a PCS (Power Conditioning System) unit according to the present invention,
16 is a block diagram showing the components of the magnetic induction type wireless charging terminal according to the present invention,
17 is a block diagram showing the components of the transmission converter unit according to the present invention,
18 is a diagram illustrating an embodiment in which wireless power transmitted from a magnetic induction type wireless charging terminal to a smart wireless electronic card according to the present invention is received in a short distance (1 mm to 200 mm)
Fig. 19 is a diagram showing an embodiment of the RFID type wireless electronic card according to the present invention, which is operated at a frequency of 13.560 MHz to transmit and receive data while being in contact with (tagged)
FIG. 20 is a flowchart illustrating a method of authenticating a user through fingerprint authentication when a battery is charged and a card is used through the first and second fingerprint authentication units according to the present invention.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 첨부하여 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
도 1은 본 발명에 따른 ESS 기능과 페이퍼 배터리로 이루어진 NFC·RFID 무선전자카드용 스마트충전장치(1)의 구성요소를 도시한 블럭도에 관한 것이고, 도 2는 본 발명에 따른 ESS 기능과 페이퍼 배터리로 이루어진 NFC·RFID 무선전자카드용 스마트충전장치(1)의 구성요소를 도시한 사시도에 관한 것으로, 이는 스마트 무선전자카드(100), 자기유도형 무선충전 단말기(200)로 구성된다.FIG. 1 is a block diagram showing components of a Smart
먼저, 본 발명에 따른 스마트 무선전자카드(100)에 관해 설명한다.First, the smart wireless
상기 스마트 무선전자카드(100)는 13.560Mhz 주파수로 작동되어 스마트 디바이스와 접촉 및 태그되면서 무선데이터를 송수신시키고, 자기유도형 무선충전 단말기에서 송신되는 무선전력을 수신받아 근거리에서 비접촉 충전시키는 역할을 한다.The smart wireless
이는 도 3에 도시한 바와 같이, NFC형 무선전자카드(110), RFID형 무선전자카드(120)로 구성된다.As shown in FIG. 3, this is constituted by an NFC-type wireless
[[ NFCNFC 형 무선전자카드(110)]Type wireless electronic card (110)]
상기 NFC형 무선전자카드(110)는 NFC 접촉 및 태그방식으로 스마트디바이스와 무선데이터를 주고받으면서, 자기유도형 무선충전 단말기에서 송신되는 무선전력을 수신받아 근거리에서 비접촉 충전시키는 역할을 한다.The NFC-type wireless
이는 도 4에 도시한 바와 같이, 제1 카드본체(111), NFC칩 모듈(112), NFC 무선전자카드용 ESS모듈(113), 제1 마이크로 USB 컨넥터(114), 제1 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 스피커(115), 제1 지문인증부(116)로 구성된다.As shown in FIG. 4, the
첫째, 본 발명에 따른 제1 카드본체(111)에 관해 설명한다.First, the
상기 제1 카드본체(111)는 사각평판구조로 이루어져, 각 기기를 외압으로부터 보호하고 지지하는 역할을 한다.The
이는 도 5에 도시한 바와 같이, 상부커버(111a)와 하부커버(111b)로 이루어져, 외부표면에 USIM칩(111c)이 형성되고, 내부공간 일측에 NFC 칩모듈이 형성되며, NFC 칩모듈 일측에 NFC 무선전자카드용 ESS모듈이 형성되고, NFC 무선전자카드용 ESS모듈의 NFC용 페이퍼배터리부 일측에 슈퍼캐패시터가 형성된다.5, a USIM
그리고, 외부 측면 일측에 제1 마이크로 USB 컨넥터가 형성되고, 도 6에 도시한 바와 같이, 상단면 일측 또는 하단면 일측에 제1 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 스피커가 형성되고, 제1 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 스피커 일측에 제1 지문인증부가 형성되어 구성된다.As shown in FIG. 6, a first MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) speaker is formed on one side of the upper surface or one side of the lower surface, and a first MEMS Electro Mechanical Systems) speaker, a first fingerprint authentication unit is formed.
또한, 외부 측면 둘레를 따라 제1 RGB LED 바(111d)가 형성되어, 충전상태 및 카드 사용시, 점멸을 통해 사용자로 하여금 현재 카드 상태를 표출시킬 수가 있다.In addition, the first
그리고, 제1 RGB LED 바 일측에 제1 누름버튼(111e)이 형성된다.A
둘째, 본 발명에 따른 NFC칩 모듈(112)에 관해 설명한다.Second, the NFC
상기 NFC칩 모듈(112)은 제1 카드본체의 내부공간 일측에 위치되고, NFC 무선전자카드용 ESS모듈(113)에 전기적으로 연결되어, NFC 안테나를 통해 스마트 디바이스로부터 수신받은 외부 제어명령신호를 NFC 무선전자카드용 ESS모듈로 전달시킴과 동시에 USIM칩으로 전달시키는 역할을 한다.The
이는 도 7에 도시한 바와 같이, NFC 안테나(112a), 태그회로부(112b), 리시버 회로부(112c), NFC 칩(112d), UART 호스트 인터페이스부(112e)로 구성된다.As shown in FIG. 7, the
상기 NFC 안테나(112a)는 비접촉되는 스마트 디바이스에 따라 RF(비접촉) 리더 기능을 수행하거나 또는 태그 기능을 수행하여 명령데이터 신호를 수신받아 NFC 칩으로 전달하고, NFC 칩에서 전달된 응답 데이터 신호를 외부 스마트 디바이스로 송신시키는 역할을 한다.The
이는 사각, 원형, 삼각형상의 평면안테나 구조로 이루어진다.It consists of square, circular, triangular plane antenna structures.
상기 태그회로부(112b)는 NFC 안테나를 통해 태그되어 수신된 명령데이터 신호를 증폭시켜 NFC 칩으로 전송시키고, NFC 칩에서 전달된 응답 데이터를 변조하여 NFC 안테나로 보내는 역할을 한다.The
이는 NFC 메인칩 단자의 TX1단자와, TX2 단자, 그리고, SIGIN단자에 연결된다.It is connected to the TX1 terminal, TX2 terminal, and SIGIN terminal of the NFC main chip terminal.
그리고, 본 발명에 따른 태그회로부(122)는 정류기(Rectifier), 캐패시터 C1, 밴드갭 기준전압 회로, 제1비교기(OP앰프), 제2비교기(OP앰프)로 구성된다.The
상기 리시버 회로부(112c)는 NFC 안테나를 통해 스마트 디바이스로부터 수신된 명령데이터 신호를 여과, 증폭시킨 후 디지털 신호로 복조시켜 NFC 칩으로 전송시키는 역할을 한다.The
이는 명령데이터 신호를 믹서부를 거쳐 믹싱시키고, C3, R5로 구성된 하이패스필터와, R5,R6,C4로 구성된 로우패스필터를 거쳐 여과시키며, R7, R8로 구성된 OP앰프(134)로 증폭시킨 후, 쉬미트 트리거를 거쳐 NFC 메인칩 단자의 RX단자로 입력시킨다. This mixes the command data signal through the mixer, filters the signal through a high-pass filter composed of C3 and R5 and a low-pass filter composed of R5, R6 and C4, amplifies it with an OP amplifier 134 composed of R7 and R8 , Shim trigger and input to the RX terminal of the NFC main chip terminal.
상기 NFC 칩(112d)은 태그회로부 및 리시버 회로부를 통해 스마트 디바이스로부터 수신받은 명령데이터 신호를 USIM칩으로 전달하고, 외부 명령에 따라 동작되는 NFC 무선전자카드용 ESS모듈의 단말처리 응답데이터 신호를 수신받아 NFC 안테나를 통해 스마트 디바이스로 전송시키도록 제어하는 역할을 한다.The
이는 13.56Mhz에서 비접촉통신을 하는 것으로, 태그모드, 리더(Writer/Reader)모드, NFC IP-1 모드(NFC 메인칩 단독 구동) 등 3가지 모드로 구성된다.This is a non-contact communication at 13.56 Mhz and consists of three modes: a tag mode, a reader (reader / reader) mode, and an NFC IP-1 mode (NFC main chip alone).
상기 UART 호스트 인터페이스부(112e)는 NFC 칩과 NFC 무선전자카드용 ESS모듈 사이에 데이터통신 인터페이스망을 형성시키는 역할을 한다.The UART
이는 외부 명령에 따라 동작되는 NFC 무선전자카드용 ESS모듈의 단말처리 응답데이터 신호를 NFC 칩으로 전달시킨다.This transfers the terminal process response data signal of the ESS module for the NFC wireless electronic card operated according to the external command to the NFC chip.
셋째, 본 발명에 따른 NFC 무선전자카드용 ESS모듈(113)에 관해 설명한다.Third, an
상기 NFC 무선전자카드용 ESS모듈(113)은 NFC칩 모듈 일측에 위치되고, 자기유도형 무선충전 단말기에서 송신되는 무선전력을 수신받아 근거리에서 비접촉 충전시키는 역할을 한다.The
이는 도 8에 도시한 바와 같이, NFC용 페이퍼배터리부(113a), NFC용 EMS(Energy Management System)부(113b), NFC용 BMS(Battery Management System)부(113c), NFC용 PCS(Power Conditioning System)부(113d)로 구성된다.As shown in FIG. 8, the NFC-use
[[
NFCNFC
용 페이퍼배터리부(113a)]
상기 NFC용 페이퍼배터리부(113a)는 플렉시블 재질로 이루어지고, 카드 내부공간 일측에 0.1mm~0.5mm두께로 얇고 구부릴 수 있게 형성되어, 수신받은 무선전력 또는 인가받은 외부전력을 저장시키고, NFC형 무선전자카드의 각 기기쪽으로 전원을 공급시키는 역할을 한다.The
이는 제1 절연형 DC/DC 컨버터로 구성된다.It consists of a first isolated DC / DC converter.
상기 제1 절연형 DC/DC 컨버터는 배터리의 피크 전류를 줄이기 위하여 제1 풀 브리지 회로부로 구성된다. The first insulated DC / DC converter includes a first full bridge circuit unit for reducing a peak current of the battery.
상기 제1 풀 브리지 회로부는 두 개의 하프 브리지 회로의 출력단자 사이에 부하를 접속한 형태로 하프 브리지 회로에서 부하(무선전자카드의 각 기기)를 구동했을 경우에 비해 부하의 양단에 인가되는 전압이 2배이므로 부하에 공급되는 최대전력은 하프브리지 회로의 4배가 되는 원리를 적용하여 효율적으로 전력전압을 유효하게 이용할 수 있도록 무선전자카드 내부에 구성된다.The first full bridge circuit portion is a portion in which a load is connected between the output terminals of two half bridge circuits and a voltage applied to both ends of the load is smaller than that in the case where a load (each device of the wireless electronic card) is driven in the half bridge circuit The maximum power to be supplied to the load is four times that of the half bridge circuit, so that it is configured inside the wireless electronic card so that the power voltage can be efficiently used.
상기 NFC용 페이퍼배터리부(113a)는 일측에 슈퍼캐패시터가 형성되어 외부의 전원공급이 없이도 복수회 충전할 수 있는 백업전원을 형성시키도록 구성된다.The NFC
[[
NFCNFC
용 for
EMSEMS
((
EnergyEnergy
ManagementManagement
SystemSystem
)부(113b)])
상기 NFC용 EMS(Energy Management System)부(113b)는 NFC용 BMS부를 통한 NFC용 페이퍼배터리부의 상태, NFC용 PCS부의 상태를 모니터링하면서, NFC용 BMS부와 NFC용 PCS부의 구동을 제어시키는 역할을 한다.The EMS (Energy Management System)
[[
NFCNFC
용 for
BMSBMS
((
BatteryBattery
ManagementManagement
SystemSystem
)부(113c)])
상기 NFC용 BMS(Battery Management System)부(113c)는 NFC용 페이퍼배터리부의 입력전압단자, 입력전류단자, 출력전압단자, 출력전류단자와 연결되어, NFC용 페이퍼배터리부의 전압, 전류, 온도를 측정한 후, NFC용 페이퍼배터리부의 안전상태와 고장유무를 진단하고, 셀밸런싱 제어시키는 역할을 한다.The BMS (Battery Management System)
[[
NFCNFC
용 for
PCSPCS
((
PowerPower
ConditioningConditioning
SystemSystem
)부(113d)])
상기 NFC용 PCS(Power Conditioning System)부(113d)는 NFC용 페이퍼배터리부와 NFC용 EMS부 사이에 위치되고, NFC용 EMS부의 제어신호에 따라 구동되어, 수신받은 무선전력 및 제1 마이크로 USB 컨넥터로부터 전달받은 외부 전력을 NFC용 페이퍼배터리부에 충전시키는 역할을 한다.The PCS (Power Conditioning System)
이는 도 9에 도시한 바와 같이, 제1 무선전력수신부(113d-1), 제1 외부전력인가부(113d-2), 제1 역률보상회로부(113d-3), 제1 컨버터부(113d-4), 제1 평활회로(regulator)부(113d-5), 제1 인버터부(113d-6)로 구성된다.9, the first external
상기 제1 무선전력수신부(113d-1)는 전자기장의 형태로 전달되는 무선 전력을 전자기유도방식으로 수신받는 역할을 한다.The first wireless
이는 제1 수신코일안테나(113d-1a)가 구성된다.This constitutes the first
상기 제1 수신코일안테나는 1mm~200mm 거리에 있는 자기유도형 무선충전단말기의 무선전력송신부로부터 생성된 무선전력을 전자기유도방식으로 수신받는다.The first receiving coil antenna receives the radio power generated from the radio power transmitting unit of the magnetic induction type wireless charging terminal, which is located at a distance of 1 mm to 200 mm, in an electromagnetic induction manner.
여기서, 제1 수신코일안테나에서 수신된 전자기유도방식의 무선전력 신호는 제1 풀 브리지 컨버터 회로부를 통해, 스위칭 조건을 만들어 영전압 스위칭(Zero Voltage Switching)으로 높은 효율을 얻도록 구성된다.Here, the electromagnetic induction type wireless power signal received by the first reception coil antenna is configured to provide a switching condition through the first full bridge converter circuit unit to achieve high efficiency by zero voltage switching.
본 발명에 따른 제1 수신코일안테나는 근거리 비접촉으로 전자기장 주파수 신호를 수신받아 전기신호로 변환시키는 RMSV 인레이 안테나부가 포함되어 구성된다.The first receiving coil antenna according to the present invention includes an RMSV inlay antenna unit for receiving an electromagnetic field frequency signal in a non-contact manner in a short distance and converting the received electromagnetic field frequency signal into an electric signal.
상기 제1 외부전력인가부(113d-2)는 제1 마이크로 USB 컨넥터로부터 전달받은 외부 전력을 인가받아 제1 역률보상회로부로 전달시키는 역할을 한다.The first external
상기 제1 역률보상회로부(113d-3)는 제1 무선전력수신부를 통해 수신된 무선 전력 또는 제1 외부전력인가부의 외부전력의 역률을 1에 가깝도록 콘덴서를 통해 역률을 보상시키는 역할을 한다.The first power factor
상기 제1 컨버터부(113d-4)는 제1 역률보상회로부를 통해 역률이 보상된 무선전력 또는 외부전력을 직류로 변환시키는 역할을 한다.The
상기 제1 평활회로(regulator)부(113d-5)는 제1 컨버터부에서 직류로 변환된 무선전력 또는 외부전력을 평활시키는 역할을 한다.The
상기 제1 인버터부(113d-6)는 제1 평활회로부를 통해 평활시킨 무선전력 또는 외부전력을 NFC용 페이퍼배터리부의 용량에 맞는 인버터출력으로 변환시킨 후, NFC용 페이퍼배터리부로 전달시켜 NFC용 페이퍼배터리부를 충전시키는 역할을 한다.The
넷째, 본 발명에 따른 제1 마이크로 USB 컨넥터(114)에 관해 설명한다.Fourth, the first
상기 제1 마이크로 USB 컨넥터(114)는 제1 카드본체 외부 일측면에 위치되어, 외부 전원기기로부터 직접 5V 500mA(+,-)전원을 전달받아, NFC 무선전자카드용 ESS모듈로 전달시키는 역할을 한다.The first
이는 플레시블 케이블에 의해 카드본체 안쪽으로 집어넣다가 빼낼 수 있는 슬라이드구조로 구성된다.It consists of a slide structure that can be pulled in and out of the card body by a flexible cable.
다섯째, 본 발명에 따른 제1 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 스피커(115)에 관해 설명한다.Fifth, a first MEMS (Micro Electro Mechanical Systems)
상기 제1 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 스피커(115)는 카드본체 상단면 일측 또는 하단면 일측에 위치되어, 충전상태 및 전자카드에 필요한 동작 상태를 음성으로 제공하는 역할을 한다.The first MEMS (Micro Electro Mechanical Systems)
여섯째, 본 발명에 따른 제1 지문인증부(116)에 관해 설명한다.Sixth, the first
상기 제1 지문인증부(116)는 제1 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 스피커 일측에 위치되어, 배터리 충전 및 카드 사용시, 지문 인증을 통해 사용자 인증시키는 역할을 한다.The first
[[ RFIDRFID 형 무선전자카드(120)]Type wireless electronic card 120)
상기 RFID형 무선전자카드(120)는 반도체 칩이 내장된 스마트 디바이스의 데이터를 무선주파수를 이용하여 비접촉으로 읽어내어 인식하면서, 자기유도형 무선충전 단말기에서 송신되는 무선전력을 수신받아 근거리에서 비접촉 충전시키는 역할을 한다.The RFID-based wireless
이는 도 10에 도시한 바와 같이, 제2 카드본체(121), RFID칩 모듈(122), RFID 무선전자카드용 ESS모듈(123), 제2 마이크로 USB 컨넥터(124), 제2 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 스피커(125), 제2 지문인증부(126)로 구성된다.10, the second card
첫째, 본 발명에 따른 제2 카드본체(121)에 관해 설명한다.First, the
상기 제2 카드본체(121)는 사각평판구조로 이루어져, 각 기기를 외압으로부터 보호하고 지지하는 역할을 한다.The
이는 도 11에 도시한 바와 같이, 상부커버(121a)와 하부커버(121b)로 이루어져, 외부표면에 USIM칩(121c)이 형성되고, 내부공간 일측에 RFID 칩모듈이 형성되며, RFID 칩모듈 일측에 RFID 무선전자카드용 ESS모듈이 형성되고, RFID 무선전자카드용 ESS모듈의 RFID용 페이퍼배터리부 일측에 슈퍼캐패시터가 형성된다.11, a
그리고, 외부 측면 일측에 제2 마이크로 USB 컨넥터가 형성되고, 도 12에 도시한 바와 같이, 상단면 일측 또는 하단면 일측에 제2 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 스피커가 형성되고, 제2 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 스피커 일측에 제2 지문인증부가 형성되어 구성된다.As shown in FIG. 12, a second MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) speaker is formed on one side of the upper surface or one side of the lower surface, and a second MEMS Electro Mechanical Systems) speaker, a second fingerprint authentication unit is formed.
또한, 외부 측면 둘레를 따라 제2 RGB LED 바(121d)가 형성되어, 충전상태 및 카드 사용시, 점멸을 통해 사용자로 하여금 현재 카드 상태를 표출시킬 수가 있다.In addition, a second
그리고, 제2 RGB LED 바 일측에 제2 누름버튼(121e)이 형성된다.A
둘째, 본 발명에 따른 RFID칩 모듈(122)에 관해 설명한다.Second, the
상기 RFID칩 모듈(122)은 제2 카드본체의 내부공간 일측에 위치되고, RFID 무선전자카드용 ESS모듈(123)에 전기적으로 연결되어, 스마트 디바이스로부터 수신받은 외부 제어명령신호를 RFID 무선전자카드용 ESS모듈로 전달시킴과 동시에 USIM칩으로 전달시키는 역할을 한다.The
이는 도 13에 도시한 바와 같이, RF안테나(122a), RFID 태그(122b), RFID 칩(122c)로 구성된다.As shown in FIG. 13, this is configured by an
상기 RF안테나(122a)는 스마트 디바이스의 RFID 리더와 RFID 태그간의 무선신호를 전송시키는 역할을 한다.The
이는 이니시에이터(리더) 안테나와, 타켓(Target) 안테나가 적층구조로 집적한 통합형 이중평면안테나 구조로 이루어진다.It consists of an integrated dual plane antenna structure in which an initiator (leader) antenna and a target antenna are integrated in a stacked structure.
이중평면안테나는 4층 배선층을 갖는 PCB에서 1,4층 배선은 접지 차폐층 및 태그 안테나로 구성되고, 2,3층 배선은 이니시에이터(리더) 안테나로 구성된다.In a dual plane antenna, a PCB having a four-layer wiring layer is composed of a ground shielding layer and a tag antenna, and the two and three-layer wiring is composed of an initiator (reader) antenna.
상기 RF 안테나는 일측에 수신된 명령데이터 신호를 튜닝하는 튜팅부가 구성된다.The RF antenna comprises a tuning unit for tuning a command data signal received on one side.
상기 RFID 태그(122b)는 각각의 개체에 대한 정보를 갖고 RF 안테나의 신호를 받아 응답하는 역할을 한다.The
이는 RFID Chip 이 탑재되어, 각각의 고유번호를 가지고 있고, 정보를 저장 할 수 있는 메모리 영역이 구성된다.The RFID chip is mounted, has a unique number, and a memory area for storing information is configured.
이는 Read-only, Write- Once- Read - Many (WORM) 및 Read / Write 태그로 구별된다.It is distinguished by Read-only, Write-Once-Read-Many (WORM) and Read / Write tags.
상기 Read-only 태그는 제조 시 Chip에 고유 정보가 write되며, 정보 내용 변경이 불가능한 특성을 가진다.The read-only tag is characterized in that unique information is written to the chip at the time of manufacture and information contents can not be changed.
상기 WORM 태그는 사용자가 데이터를 프로그램하며 프로그램한 후에는 변경이 불가한 특성을 가진다.The WORM tag has characteristics that the user can not change the data after programming the data.
상기 Read/Write 태그는 몇 번이고 프로그램 및 데이터 변경이 가능한 구조를 갖는다.The Read / Write tag has a structure capable of changing programs and data several times.
상기 RFID 칩(122c)은 RF안테나 일측에 형성되어, 각각의 고유번호를 가지면서, 정보를 저장하는 역할을 한다.The
셋째, 본 발명에 따른 RFID 무선전자카드용 ESS모듈(123)에 관해 설명한다.Third, an
상기 RFID 무선전자카드용 ESS모듈(123)은 RFID칩 모듈 일측에 위치되고, 자기유도형 무선충전 단말기에서 송신되는 무선전력을 수신받아 근거리에서 비접촉 충전시키는 역할을 한다.The
이는 도 14에 도시한 바와 같이, RFID용 페이퍼배터리부(123a), RFID용 EMS(Energy Management System)부(123b), RFID용 BMS(Battery Management System)부(123c), RFID용 PCS(Power Conditioning System)부(123d)로 구성된다.14, an
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RFIDRFID
용 페이퍼배터리부(123a)]
상기 RFID용 페이퍼배터리부(123a)는 플렉시블 재질로 이루어지고, 카드 내부공간 일측에 0.1mm~0.5mm두께로 얇고 구부릴 수 있게 형성되어, 수신받은 무선전력 또는 인가받은 외부전력을 저장시키고, RFID형 무선전자카드의 각 기기쪽으로 전원을 공급시키는 역할을 한다.The
[[
RFIDRFID
용 for
EMSEMS
((
EnergyEnergy
ManagementManagement
SystemSystem
)부(123b)])
상기 RFID용 EMS(Energy Management System)부(123b)는 RFID용 BMS부를 통한 RFID용 페이퍼배터리부의 상태, RFID용 PCS부의 상태를 모니터링하면서, RFID용 BMS부와 RFID용 PCS부의 구동을 제어시키는 역할을 한다.The EMS (Energy Management System)
[[
RFIDRFID
용 for
BMSBMS
((
BatteryBattery
ManagementManagement
SystemSystem
)부(123c)])
상기 RFID용 BMS(Battery Management System)부(123c)는 RFID용 페이퍼배터리부의 입력전압단자, 입력전류단자, 출력전압단자, 출력전류단자와 연결되어, RFID용 페이퍼배터리부의 전압, 전류, 온도를 측정한 후, RFID용 페이퍼배터리부의 안전상태와 고장유무를 진단하고, 셀밸런싱 제어시키는 역할을 한다.The BMS (Battery Management System)
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RFIDRFID
용 for
PCSPCS
((
PowerPower
ConditioningConditioning
SystemSystem
)부(123d)])
상기 RFID용 PCS(Power Conditioning System)부(123d)는 RFID용 페이퍼배터리부와 RFID용 EMS부 사이에 위치되고, RFID용 EMS부의 제어신호에 따라 구동되어, 수신받은 무선전력 및 제2 마이크로 USB 컨넥터로부터 전달받은 외부 전력을 RFID용 페이퍼배터리부에 충전시키는 역할을 한다.The PCS (Power Conditioning System)
이는 도 15에 도시한 바와 같이, 제2 무선전력수신부(123d-1), 제2 외부전력인가부(123d-2), 제2 역률보상회로부(123d-3), 제2 컨버터부(123d-4), 제2 평활회로(regulator)부(123d-5), 제2 인버터부(123d-6)로 구성된다.As shown in FIG. 15, the second wireless
상기 제2 무선전력수신부(123d-1)는 전자기장의 형태로 전달되는 무선 전력을 전자기유도방식으로 수신받는 역할을 한다.The second wireless
이는 제2 수신코일안테나(123d-1a)가 구성된다.This constitutes the second
상기 제2 수신코일안테나는 1mm~200mm 거리에 있는 자기유도형 무선충전단말기의 무선전력송신부로부터 생성된 무선전력을 전자기유도방식으로 수신받는다.The second receiving coil antenna receives the radio power generated from the radio power transmitting unit of the magnetic induction type wireless charging terminal, which is located at a distance of 1 mm to 200 mm, in an electromagnetic induction manner.
여기서, 제2 수신코일안테나에서 수신된 전자기유도방식의 무선전력 신호는 제2 풀 브리지 컨버터 회로부를 통해, 스위칭 조건을 만들어 영전압 스위칭(Zero Voltage Switching)으로 높은 효율을 얻도록 구성된다.Here, the electromagnetic induction type wireless power signal received by the second reception coil antenna is configured to generate a switching condition through the second full bridge converter circuit unit to obtain high efficiency by zero voltage switching.
상기 제2 외부전력인가부(123d-2)는 제2 마이크로 USB 컨넥터로부터 전달받은 외부 전력을 인가받아 제2 역률보상회로부로 전달시키는 역할을 한다.The second external
상기 제2 역률보상회로부(123d-3)는 제2 무선전력수신부를 통해 수신된 무선 전력 또는 제2 외부전력인가부의 외부전력의 역률을 1에 가깝도록 콘덴서를 통해 역률을 보상시키는 역할을 한다.The second power factor
상기 제2 컨버터부(123d-4)는 제2 역률보상회로부를 통해 역률이 보상된 무선전력 또는 외부전력을 직류로 변환시키는 역할을 한다.The
상기 제2 평활회로(regulator)부(123d-5)는 제2 컨버터부에서 직류로 변환된 무선전력 또는 외부전력을 평활시키는 역할을 한다.The
상기 제2 인버터부(123d-6)는 제2 평활회로부를 통해 평활시킨 무선전력 또는 외부전력을 RFID용 페이퍼배터리부의 용량에 맞는 인버터출력으로 변환시키는 역할을 한다.The
넷째, 본 발명에 따른 제2 마이크로 USB 컨넥터(124)에 관해 설명한다.Fourth, the second
상기 제2 마이크로 USB 컨넥터(124)는 제2 카드본체 외부 일측면에 위치되어, 외부 전원기기로부터 직접 5V 500mA(+,-)전원을 전달받아, RFID 무선전자카드용 ESS모듈로 전달시키는 역할을 한다.The second
다섯째, 본 발명에 따른 제2 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 스피커(125)에 관해 설명한다.Fifth, a second MEMS (Micro Electro Mechanical Systems)
상기 제2 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 스피커(125)는 카드본체 상단면 일측 또는 하단면 일측에 위치되어, 충전상태 및 전자카드에 필요한 동작 상태를 음성으로 제공하는 역할을 한다.The second MEMS (Micro Electro Mechanical Systems)
여섯째, 본 발명에 따른 제2 지문인증부(126)에 관해 설명한다.Sixth, the second
상기 제2 지문인증부(126)는 제2 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 스피커 일측에 위치되어, 배터리 충전 및 카드 사용시, 지문 인증을 통해 사용자 인증시키는 역할을 한다.The second
다음으로, 본 발명에 따른 자기유도형 무선충전 단말기(200)에 관해 설명한다.Next, the magnetic induction type
상기 자기유도형 무선충전 단말기(200)는 스마트 무선전자카드와 근거리에 위치되어, 스마트 무선전자카드쪽으로 전자기유도방식을 통해 무선전력을 송신시키는 역할을 한다.The magnetic induction type
이는 원형상 또는 사각박스형상으로 이루어져, 도 16에 도시한 바와 같이, 송신용 컨버터부(210), 송신용인버터부(220), 무선전력송신코일부(230)로 구성된다.As shown in FIG. 16, the
첫째, 본 발명에 따른 송신용 컨버터부(210)에 관해 설명한다.First, the
상기 송신용 컨버터부(210)는 AC전력을 DC전력으로 변환시키는 역할을 한다.The
이는 도 17에 도시한 바와 같이, 브릿지 정류부(211), 고역률회로부(212), 돌입(inrush) 전류 제어회로부(213), 플라이백 PWM IC(214), 출력트랜스부(215)로 구성된다.As shown in FIG. 17, this circuit is composed of a
상기 브릿지 정류부(211)는 EMI 라인 필터부에서 출력되는 전압을 정류하여 직류화 한 후에 이어지는 다음 회로로 전압을 공급하는 역할을 한다.The
상기 고역률회로부(212)는 브릿지 정류부의 출력단에 역률을 개선하여 플라이백 PWM IC에 안정적인 전력을 공급하는 역할을 한다.The high power
상기 돌입(inrush) 전류 제어회로부(213)는 무선전력 전송이 가동되면, 공진이 일어나는 순간이나 DC링크 캐패시터에 전압이 초기에 충전되는 순간에 높은 돌입(inrush)전류가 컨버터 회로에 흐르게 되어 IC 파손이나 휴즈단이 끊어지는 것을 방지토록 하기 위해, 돌입 전류를 제어하는 역할을 한다.When the radio power transmission is activated, the inrush current
상기 플라이백 PWM IC(214)는 브릿지 정류부의 출력전압을 고역률 회로부를 통해 입력받고, 출력트랜스부의 2차권선에 흐르는 전류와 송신용인버터부로 흐르는 전류 사이를 단속하는 스위칭부의 ON 기간을 PWM(펄스폭제어)제어하여, 출력트랜스부의 출력전압을 일정하게 유지하는 역할을 한다.The
상기 출력트랜스부(215)는 스위칭 소자 MOSEFT Q1의 스위칭 동작에 의해 2차권선에 전달된 입력전압을 일정크기의 전압으로 강압시켜 송신용인버터부로 출력시키는 역할을 한다.The
둘째, 본 발명에 따른 송신용인버터부(220)에 관해 설명한다.Second, the
상기 송신용인버터부(220)는 송신용 컨버터부로부터 DC전력을 인가받아 구현파 스위칭 방식을 통해 가변저항으로 공진주파수를 125kHz~13.56Mhz까지 변환시키는 역할을 한다.The
이는 주파수 구동방식을 구현파 스위칭방식을 통해 가변저항으로 공진 주파수를 125kHz~13.56Mhz로 발진시키는 발진 인버터 IC가 구성된다.The oscillation inverter IC that oscillates the resonance frequency from 125kHz to 13.56Mhz is composed of the variable resistor through the wave switching method.
셋째, 본 발명에 따른 무선전력송신코일부(230)에 관해 설명한다.Third, the wireless power
상기 무선전력송신코일부(230)는 테이블본체의 상단 표면 내부 공간상에 위치되어, 근접한 스마트 객체의 공진주파수의 따라 전자기유도하면서 무선전력을 송신시켜 충전시키는 역할을 한다.The wireless power
이는 원형무선전력송신코일과 사각형무선전력송신코일로 구성된다.It consists of a circular wireless power transmission coil and a rectangular wireless power transmission coil.
이하, 본 발명에 따른 ESS 기능과 페이퍼 배터리로 이루어진 NFC·RFID 무선전자카드용 스마트충전장치의 구체적인 동작과정에 관해 설명한다.Hereinafter, a specific operation of the smart charging device for an NFC / RFID wireless electronic card composed of the ESS function and the paper battery according to the present invention will be described.
[[ NFCNFC 형 무선전자카드]Type wireless electronic card]
먼저, 자기유도형 무선충전 단말기의 송신용 컨버터부에서 AC전력을 DC전력으로 변환시킨다.First, AC power is converted into DC power in the transmission converter section of the magnetic induction type wireless charging terminal.
다음으로, 자기유도형 무선충전 단말기의 송신용인버터부에서 송신용 컨버터부로부터 DC전력을 인가받아 구현파 스위칭 방식을 통해 가변저항으로 공진주파수를 125kHz~13.56Mhz까지 변환시킨다.Next, DC power is applied from the transmitting converter unit in the transmission inverter unit of the magnetic induction type wireless charging terminal, and the resonance frequency is changed from 125 kHz to 13.56 MHz by a variable resistor through the implementation wave switching method.
다음으로, 자기유도형 무선충전 단말기의 무선전력송신코일부에서 송신용인버터부로부터 변환된 공진주파수에 따라 전자기유도하면서 전자기파를 생성시켜 1mm~200mm 거리에 있는 NFC형 무선전자카드의 무선전력수신부로 유도코일을 통해 생성된 무선전기를 송신시킨다.Next, an electromagnetic wave is generated while electromagnetic induction is performed in accordance with the resonance frequency converted from the transmission inverter section in the wireless power transmission coil section of the magnetic induction type wireless charging terminal, and the electromagnetic wave is transmitted to the wireless power reception section of the NFC type wireless electronic card at a distance of 1 mm to 200 mm And transmits the generated wireless electricity through the induction coil.
다음으로, 도 20에 도시한 바와 같이, 제1 지문인증부를 통해 배터리 충전 및 카드 사용시, 지문 인증을 통해 사용자 인증시킨다.Next, as shown in Fig. 20, when the battery is charged and the card is used through the first fingerprint authentication unit, the user is authenticated through fingerprint authentication.
다음으로, 사용자 인증이 완료되면, NFC형 무선전자카드에서 13.560Mhz 주파수로 작동되어 스마트 디바이스와 접촉(태그)되면서 데이터를 송수신시킨다.Next, when the user authentication is completed, the NFC-type wireless electronic card operates at a frequency of 13.560 MHz to transmit / receive data while being contacted (tagged) with the smart device.
즉, NFC칩 모듈에서 NFC 안테나를 통해 스마트 디바이스로부터 수신받은 외부 제어명령신호를 NFC 무선전자카드용 ESS모듈로 전달시킴과 동시에 USIM칩으로 전달시킨다.In other words, the NFC chip module transmits the external control command signal received from the smart device through the NFC antenna to the ESS module for the NFC wireless electronic card and transmits it to the USIM chip.
다음으로, 도 18에 도시한 바와 같이, NFC형 무선전자카드의 NFC 무선전자카드용 ESS모듈이 구동되어, 자기유도형 무선충전 단말기에서 송신되는 무선전력을 수신받아 근거리(1mm~200mm)에서 비접촉 충전시킨다.Next, as shown in Fig. 18, the ESS module for the NFC wireless electronic card of the NFC type wireless electronic card is driven to receive the wireless power transmitted from the magnetic induction type wireless charging terminal, Charge.
이때, 자기유도형 무선충전 단말기 고장시, 제1 마이크로 USB 컨넥터를 통해외부 전원기기로부터 직접 5V 500mA(+,-)전원을 전달받아, NFC 무선전자카드용 ESS모듈로 전달시킨다.At this time, when the magnetic induction type wireless charging terminal malfunctions, it receives the 5V 500mA (+, -) power directly from the external power source device through the first micro USB connector and transfers it to the ESS module for NFC wireless electronic card.
끝으로, 제1 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 스피커가 구동되어, 충전상태 및 전자카드에 필요한 동작 상태를 음성으로 제공한다.Finally, a first MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) speaker is driven to provide a charged state and an operating state necessary for the electronic card by voice.
[[ RFIDRFID 형 무선전자카드(120)]Type wireless electronic card 120)
먼저, 자기유도형 무선충전 단말기의 송신용 컨버터부에서 AC전력을 DC전력으로 변환시킨다.First, AC power is converted into DC power in the transmission converter section of the magnetic induction type wireless charging terminal.
다음으로, 자기유도형 무선충전 단말기의 송신용인버터부에서 송신용 컨버터부로부터 DC전력을 인가받아 구현파 스위칭 방식을 통해 가변저항으로 공진주파수를 125kHz~13.56Mhz까지 변환시킨다.Next, DC power is applied from the transmitting converter unit in the transmission inverter unit of the magnetic induction type wireless charging terminal, and the resonance frequency is changed from 125 kHz to 13.56 MHz by a variable resistor through the implementation wave switching method.
다음으로, 자기유도형 무선충전 단말기의 무선전력송신코일부에서 송신용인버터부로부터 변환된 공진주파수에 따라 전자기유도하면서 전자기파를 생성시켜 1mm~200mm 거리에 있는 RFID형 무선전자카드의 무선전력수신부로 유도코일을 통해 생성된 무선전기를 송신시킨다.Next, an electromagnetic wave is generated while electromagnetic induction is performed in accordance with the resonance frequency converted from the transmission inverter section in the wireless power transmission coil section of the magnetic induction type wireless charging terminal, and the electromagnetic wave is transmitted to the wireless power reception section of the RFID type wireless electronic card at a distance of 1 mm to 200 mm And transmits the generated wireless electricity through the induction coil.
다음으로, 도 20에 도시한 바와 같이, 제2 지문인증부를 통해 배터리 충전 및 카드 사용시, 지문 인증을 통해 사용자 인증시킨다.Next, as shown in Fig. 20, when the battery is charged and the card is used through the second fingerprint authentication unit, the user is authenticated through fingerprint authentication.
다음으로, 사용자 인증이 완료되면, 도 19에 도시한 바와 같이, RFID형 무선전자카드에서 13.560Mhz 주파수로 작동되어 스마트 디바이스와 접촉(태그)되면서 데이터를 송수신시킨다.Next, when the user authentication is completed, as shown in FIG. 19, the RFID type wireless electronic card is operated at a frequency of 13.560 MHz to transmit / receive data while being contacted (tagged) with the smart device.
즉, RFID칩 모듈에서 RF 안테나를 통해 스마트 디바이스로부터 수신받은 외부 제어명령신호를 RFID 무선전자카드용 ESS모듈로 전달시킴과 동시에 USIM칩으로 전달시킨다.That is, the RFID chip module transmits the external control command signal received from the smart device through the RF antenna to the ESS module for the RFID wireless electronic card and transmits it to the USIM chip.
다음으로, 도 18에 도시한 바와 같이, RFID형 무선전자카드의 RFID 무선전자카드용 ESS모듈이 구동되어, 자기유도형 무선충전 단말기에서 송신되는 무선전력을 수신받아 근거리에서 비접촉 충전시킨다.Next, as shown in Fig. 18, the ESS module for the RFID wireless electronic card of the RFID type wireless electronic card is driven to receive the wireless power transmitted from the magnetic induction type wireless charging terminal, and to perform non-contact charging at a close range.
이때, 자기유도형 무선충전 단말기 고장시, 제2 마이크로 USB 컨넥터를 통해외부 전원기기로부터 직접 5V 500mA(+,-)전원을 전달받아, RFID 무선전자카드용 ESS모듈로 전달시킨다.At this time, when the magnetic induction type wireless charging terminal malfunctions, it receives the 5V 500mA (+, -) power directly from the external power source device through the second micro USB connector and transfers it to the ESS module for the RFID wireless electronic card.
끝으로, 제2 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 스피커가 구동되어, 충전상태 및 전자카드에 필요한 동작 상태를 음성으로 제공한다.Finally, a second MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) speaker is driven to provide a charged state and an operating state necessary for the electronic card by voice.
1 : NFC·RFID 무선전자카드용 스마트충전장치
100 : 스마트 무선전자카드 200 : 자기유도형 무선충전 단말기1: Smart charging device for NFC / RFID wireless electronic card
100: smart wireless electronic card 200: magnetic induction type wireless charging terminal
Claims (8)
스마트 무선전자카드와 근거리에 위치되어, 스마트 무선전자카드쪽으로 전자기유도방식을 통해 무선전력을 송신시키는 자기유도형 무선충전 단말기(200)로 이루어지고,
상기 스마트 무선전자카드(100)는
NFC 접촉 및 태그방식으로 스마트디바이스와 무선데이터를 주고받으면서, 자기유도형 무선충전 단말기에서 송신되는 무선전력을 수신받아 근거리에서 비접촉 충전시키는 NFC형 무선전자카드(110)와,
반도체 칩이 내장된 스마트 디바이스의 데이터를 무선주파수를 이용하여 비접촉으로 읽어내어 인식하면서, 자기유도형 무선충전 단말기에서 송신되는 무선전력을 수신받아 근거리에서 비접촉 충전되는 RFID형 무선전자카드(120)로 구성되되;,
상기 NFC형 무선전자카드(110)는
사각평판구조로 이루어져, NFC칩 모듈, NFC 무선전자카드용 ESS모듈, 제1 마이크로 USB 컨넥터, 제1 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 스피커, 제1 지문인증부를 외압으로부터 보호하고 지지하는 제1 카드본체(111)와,
제1 카드본체의 내부공간 일측에 위치되고, NFC 무선전자카드용 ESS모듈(113)에 전기적으로 연결되어, NFC 안테나를 통해 스마트 디바이스로부터 수신받은 외부 제어명령신호를 NFC 무선전자카드용 ESS모듈로 전달시킴과 동시에 USIM칩으로 전달시키도록 NFC 안테나, 태그회로부, 리시버 회로부, NFC 칩, UART 호스트 인터페이스부로 이루어진 NFC칩 모듈(112)과,
NFC칩 모듈 일측에 위치되고, 자기유도형 무선충전 단말기에서 송신되는 무선전력을 수신받아 근거리에서 비접촉 충전시키는 NFC 무선전자카드용 ESS모듈(113)과,
제1 카드본체 외부 일측면에 위치되어, 외부 전원기기로부터 직접 5V 500mA(+,-)전원을 전달받아, NFC 무선전자카드용 ESS모듈로 전달시키는 제1 마이크로 USB 컨넥터(114)와,
카드본체 상단면 일측 또는 하단면 일측에 위치되어, 충전상태 및 전자카드에 필요한 동작 상태를 음성으로 제공하는 제1 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 스피커(115)와,
제1 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 스피커 일측에 위치되어, 배터리 충전 및 카드 사용시, 지문 인증을 통해 사용자 인증하는 제1 지문인증부(116)로 구성되는 RFID 무선전자카드용 ESS모듈과 RFID용 페이퍼배터리부를 포함하는 RFID 무선전자카드용 스마트충전장치에 있어서,
상기 RFID형 무선전자카드(120)는
사각평판구조로 이루어져, RFID칩 모듈, RFID 무선전자카드용 ESS모듈, 제2 마이크로 USB 컨넥터, 제2 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 스피커, 제2 지문인증부를 외압으로부터 보호하고 지지하는 제2 카드본체(121)와,
제2 카드본체의 내부공간 일측에 위치되고, RFID 무선전자카드용 ESS모듈(123)에 전기적으로 연결되어, 스마트 디바이스로부터 수신받은 외부 제어명령신호를 RFID 무선전자카드용 ESS모듈로 전달시킴과 동시에 USIM칩으로 전달시키는 RFID칩 모듈(122)과,
RFID칩 모듈 일측에 위치되고, 자기유도형 무선충전 단말기에서 송신되는 무선전력을 수신받아 근거리에서 비접촉 충전시키는 RFID 무선전자카드용 ESS모듈(123)과,
제2 카드본체 외부 일측면에 위치되어, 외부 전원기기로부터 직접 5V 500mA(+,-)전원을 전달받아, RFID 무선전자카드용 ESS모듈로 전달시키는 제2 마이크로 USB 컨넥터(124)와,
카드본체 상단면 일측 또는 하단면 일측에 위치되어, 충전상태 및 전자카드에 필요한 동작 상태를 음성으로 제공하는 제2 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 스피커(125)와,
제2 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 스피커 일측에 위치되어, 배터리 충전 및 카드 사용시, 지문 인증을 통해 사용자 인증하는 제2 지문인증부(126)가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 RFID 무선전자카드용 ESS모듈과 RFID용 페이퍼배터리부를 포함하는 RFID 무선전자카드용 스마트충전장치.
An NFC chip operating at a frequency of 13.560 MHz to transmit and receive wireless data in contact with and tagged with the smart device, receive the wireless power transmitted from the magnetically inductive wireless charging terminal, and receive non-contact proximity charging,
And a magnetic induction type wireless charging terminal (200) located near the smart wireless electronic card and transmitting wireless power to the smart wireless electronic card through an electromagnetic induction method,
The smart wireless electronic card (100)
An NFC-type wireless electronic card 110 for receiving wireless power transmitted from a magnetic induction type wireless charging terminal while exchanging wireless data with a smart device in an NFC contact and tag manner,
The RFID type wireless electronic card 120 receiving the wireless power transmitted from the magnetic induction type wireless charging terminal and being non-contactly charged in a short distance while recognizing the data of the smart device containing the semiconductor chip in a non- ;
The NFC-type wireless electronic card 110
A first micro USB connector, a first MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) speaker, and a first card body which protects and supports the first fingerprint authentication unit from an external pressure, wherein the NFC chip module, the ESS module for the NFC wireless electronic card, (111)
And an external control command signal received from the smart device via the NFC antenna is electrically connected to the ESS module for the NFC wireless electronic card, which is located at one side of the inner space of the first card body, An NFC chip module 112 composed of an NFC antenna, a tag circuit section, a receiver circuit section, an NFC chip, and a UART host interface section to transmit the signal to the USIM chip,
An ESS module 113 for an NFC wireless electronic card, which is located at one side of the NFC chip module and receives wireless power transmitted from the magnetic induction type wireless charging terminal,
A first micro USB connector 114 located on one side of the first card body for receiving a 5V 500mA (+, -) power directly from an external power supply and delivering it to an ESS module for an NFC wireless electronic card,
A first MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) speaker 115 located at one side or lower side of the top surface of the card body to provide a voice state of the charged state and an operation state required for the electronic card,
And a first fingerprint authentication unit (116) located at one side of a first MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) speaker for user authentication through fingerprint authentication when charging a battery and using a card, and an RFID paper A smart charging device for an RFID wireless electronic card, comprising a battery part,
The RFID-based wireless electronic card 120
A second micro USB connector, a second MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) speaker, and a second card body for protecting and supporting the second fingerprint authentication unit from the external pressure, wherein the RFID chip module, the ESS module for the RFID wireless electronic card, (121)
And is electrically connected to the ESS module 123 for the RFID wireless electronic card to transmit an external control command signal received from the smart device to the ESS module for the RFID wireless electronic card An RFID chip module 122 for transferring to the USIM chip,
An ESS module 123 for an RFID wireless electronic card which is located at one side of the RFID chip module and receives wireless power transmitted from the magnetic induction type wireless charging terminal,
A second micro USB connector 124 located on one side of the outside of the second card body for receiving the 5V 500mA (+, -) power directly from the external power source device and delivering it to the ESS module for the RFID wireless electronic card,
A second MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) speaker 125 which is located at one side or lower side of the top surface of the card body to provide a charged state and an operation state required for the electronic card by voice,
And a second fingerprint authentication unit (126) located at one side of a second MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) speaker for user authentication through fingerprint authentication when the battery is charged and the card is used. Smart charging device for RFID wireless electronic card comprising ESS module and paper battery part for RFID.
플렉시블 재질로 이루어지고, 카드 내부공간 일측에 0.1mm~0.5mm두께로 얇고 구부릴 수 있게 형성되어, 수신받은 무선전력 또는 인가받은 외부전력을 저장시키고, RFID형 무선전자카드의 RFID칩 모듈, 제2 마이크로 USB 컨넥터, 제2 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 스피커, 제2 지문인증부쪽으로 전원을 공급시키는 RFID용 페이퍼배터리부(123a)와,
RFID용 BMS부를 통한 RFID용 페이퍼배터리부의 상태, RFID용 PCS부의 상태를 모니터링하면서, RFID용 BMS부와 RFID용 PCS부의 구동을 제어시키는 RFID용 EMS(Energy Management System)부(123b)와,
RFID용 페이퍼배터리부의 입력전압단자, 입력전류단자, 출력전압단자, 출력전류단자와 연결되어, RFID용 페이퍼배터리부의 전압, 전류, 온도를 측정한 후, RFID용 페이퍼배터리부의 안전상태와 고장유무를 진단하고, RFID용 페이퍼배터리부를 셀밸런싱 제어시키는 RFID용 BMS(Battery Management System)부(123c)와,
RFID용 페이퍼배터리부와 RFID용 EMS부 사이에 위치되고, RFID용 EMS부의 제어신호에 따라 구동되어, 수신받은 무선전력 및 제2 마이크로 USB 컨넥터로부터 전달받은 외부 전력을 RFID용 페이퍼배터리부에 충전시키는 RFID용 PCS(Power Conditioning System)부(123d)로 구성되는 것을 특징으로 하는 RFID 무선전자카드용 ESS모듈과 RFID용 페이퍼배터리부를 포함하는 RFID 무선전자카드용 스마트충전장치.
The RFID wireless electronic card ESS module (123) according to claim 1, wherein the ESS module (123)
The RFID chip module of the RFID type wireless electronic card, the second RFID chip module of the second type, and the second RFID chip module of the RFID type wireless electronic card. A micro USB connector, a second MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) speaker, an RFID paper battery unit 123a for supplying power to the second fingerprint authentication unit,
An EMS (Energy Management System) unit 123b for controlling the operation of the BMS unit for RFID and the PCS unit for RFID while monitoring the state of the RFID paper battery unit and the PCS unit for RFID through the BMS unit for RFID,
After measuring the voltage, current and temperature of the paper battery part of the RFID, it is connected to the input voltage terminal, the input current terminal, the output voltage terminal and the output current terminal of the paper battery part for RFID, and then the safety state and failure A BMS (Battery Management System) unit 123c for RFID, which performs cell balancing control of the paper battery unit for RFID,
The paper battery unit is located between the paper battery unit for RFID and the EMS unit for RFID and is driven in accordance with the control signal of the EMS unit for RFID to charge the RFID paper battery unit with the received wireless power and external power received from the second micro USB connector And a PCS (Power Conditioning System) part 123d for RFID. The smart charging device for an RFID wireless electronic card includes an ESS module for an RFID wireless electronic card and a paper battery part for RFID.
전자기장의 형태로 전달되는 무선 전력을 전자기유도방식으로 수신받는 제2 무선전력수신부(123d-1)와,
제2 마이크로 USB 컨넥터로부터 전달받은 외부 전력을 인가받아 제2 역률보상회로부로 전달시키는 제2 외부전력인가부(123d-2)와,
제2 무선전력수신부를 통해 수신된 무선 전력 또는 제2 외부전력인가부의 외부전력의 역률을 콘덴서를 통해 역률 보상시키는 제2 역률보상회로부(123d-3)와,
제2 역률보상회로부를 통해 역률이 보상된 무선전력 또는 외부전력을 직류로 변환시키는 제2 컨버터부(123d-4)와,
제2 컨버터부에서 직류로 변환된 무선전력 또는 외부전력을 평활시키는 제2 평활회로(regulator)부(123d-5)와,
제2 평활회로부를 통해 평활시킨 무선전력 또는 외부전력을 RFID용 페이퍼배터리부의 용량에 맞는 인버터출력으로 변환시키는 제2 인버터부(123d-6)로 구성되는 것을 특징으로 하는 RFID 무선전자카드용 ESS모듈과 RFID용 페이퍼배터리부를 포함하는 RFID 무선전자카드용 스마트충전장치.[8] The apparatus of claim 7, wherein the PCS (Power Conditioning System) 123d comprises:
A second wireless power receiving unit 123d-1 receiving the wireless power transmitted in the form of an electromagnetic field in an electromagnetic induction manner,
A second external power application unit 123d-2 for receiving external power received from the second micro USB connector and transmitting the received external power to the second power factor correction circuit unit,
A second power factor correction circuit portion 123d-3 that compensates the power factor of the external power of the second external power applying portion via the capacitor by power factor correction received from the second wireless power receiving portion,
A second converter section 123d-4 for converting the power factor of the power factor compensated current or the external power into DC current through the second power factor correction circuit section,
A second smoothing regulator 123d-5 for smoothing the radio power or external power converted from the second converter to DC,
And a second inverter unit 123d-6 for converting the wireless power or the external power smoothed through the second smoothing circuit unit into an inverter output corresponding to the capacity of the paper battery unit for RFID. And a paper battery unit for RFID.
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KR1020180016176A KR101876431B1 (en) | 2018-02-09 | 2018-02-09 | The apparatus of smart card control with nfc chip and rfid |
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