KR100649592B1 - 이온발생 기능을 갖는 무접점 충전 시스템 - Google Patents

이온발생 기능을 갖는 무접점 충전 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이온발생 기능을 갖는 무접점 충전 시스템에 관한 것으로서 무접점 충전기에 올려진 휴대용 단말기나 배터리팩이 충전되어지는 과정에서 다량의 음이온과 양이온이 발생되어 그 주변으로 확산되어지도록 함으로써, 휴대용 단말기나 배터리팩에 기생하는 세균을 살균하여 안전하게 사용할 수 있도록 하고, 아울러 그 주변의 공간의 공기를 정화시켜 쾌적한 환경이 유지될 수 있도록 한 것이다.
무접점 충전기, 배터리팩, 중앙처리부, 이온발생부

Description

이온발생 기능을 갖는 무접점 충전 시스템{NO POINT OF CONTACT CHARGE SYSTEM THAT HAVE ION OCCURRENCE FUNCTION}
도1은 본 발명에 따른 이온발생 기능을 갖는 무접점 충전 시스템을 개략적으로 도시한 예시도.
도2는 본 발명에 따른 이온발생 기능을 갖는 무접점 충전 시스템의 구성도.
도3은 본 발명에 따른 이온발생 기능을 갖는 무접점 충전 시스템의 무접점 충전기를 도시한 평면도.
도4는 본 발명에 따른 이온발생 기능을 갖는 무접점 충전 시스템의 배터리팩의 구성을 도시한 사시도.
도5a,5b는 본 발명에 따른 이온발생 기능을 갖는 무접점 충전 시스템의 이온 발생방법을 도시한 흐름도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
A:무접점 충전기 B:배터리팩
100:전자파 필터 110:1차정류회로
110':플라이백 컨버터 120:직렬공진형 컨버터
130:1차측코어부 160:게이트 드라이버
170:전류검출부 180:중앙처리부
182:이온발생부 183:온도보호회로부
본 발명은 이온발생 기능을 갖는 무접점 충전 시스템에 관한 것으로서, 특히 무접점 충전기에 올려진 휴대용 단말기나 배터리팩이 충전되어지는 과정에서 다량의 음이온과 양이온이 함께 발생되어 그 주변으로 확산되어지도록 함으로써, 휴대용 단말기나 배터리팩에 기생하는 세균을 살균하여 안전하게 사용할 수 있도록 하고, 아울러 그 주변의 공간의 공기를 정화시켜 쾌적한 환경이 유지될 수 있도록 한 것이다.
일반적으로 통신 및 정보 처리 기술이 발달됨에 따라 휴대폰 등과 같이 휴대하기 편리한 휴대용 디바이스들의 사용이 점차적으로 증가되고 있으며, 기술의 발달에 따라 성능이 향상된 새로운 모델의 단말기가 계속적으로 보급되는 추세이다.
이러한 휴대용 디바이스의 충전에는 접촉형 충전 방식이나 접촉 단자가 외부로 노출됨에 따른 접촉형 충전 방식의 문제점을 해결하기 위하여 전기적 접촉 없이 자기 결합을 이용하여 배터리를 충전하는 무접점 충전 방식이 사용되고 있다.
이와 같은 무접점 충전기에 해당하는 기술로는 선출원 공개된 공개특허공보 제2002-0035242호 '유도 결합에 의한 휴대 이동 장치용 축전지의 비접촉식충전 장치'와 같이 자성체 코어를 이용하여 배터리팩과 충전장치 사이에 무선통신에 의하여 충전하는 방식, 선출원 공개된 공개특허공보 제2002-0057469호 '코어 없는 초박 형 프린트회로기판 변압기 및 그 프린트회로기판 변압기를 이용한 무접점 배터리 충전기'와 같이 권선을 프린트회로기판에 형성한 변압기를 사용하여 자성체 코어의 문제점을 해결하는 방식 등이 제안되고 있다.
그러나, 이 같은 종래의 기술은 단지 무선 충전용 패드측에서 올려진 휴대용 디바이스나 배터리팩을 충전시키는 기능 이외에 이들의 표면에 기생하는 세균 등을 살균할 수 없음으로 인하여 불결해지는 원인으로 작용하였다.
이러한 원인을 해소하기 위한 방안으로 공개특허공보 제2003-83667(2003 .10.30)호의 오존을 이용한 개인용 휴대단말기의 살균장치 및 방법이 제안되었으나, 휴대용 단말기를 살균하기 위해서는 별도의 챔버를 구비해야하는 번거로운 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 해소하기 위하여 창출한 것으로, 무접점 충전기의 패드에 올려진 휴대용 디바이스나 배터리팩을 검출하고 이를 통해 충전상태 감시 및 제어를 효율적으로 수행하도록 하고, 아울러 이온이 발생되어지도록 하여 단말기에 기생하는 세균을 살균할 수 있도록 함으로써, 이를 안심하게 사용할 수 있도록 하고, 그 주변의 공기를 쾌적하게 유지할 수 있도록 하는데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전원이 입력되는 무접점 충전기(A)로 부터 발생되는 유도기전력에 의하여 충전되어지는 배터리팩(B)으로 구성된 이온발생 기능을 갖는 무접점 충전 시스템에 있어서, 상기 무접점 충전기(A)는 전원입력단에 결합되어 입력된 AC 전원의 전자파를 차단하는 전자파 필터(100); 전자파가 차단된 AC 전원을 DC로 정류하는 1차정류회로(110); 내장된 트랜지스터가 온 상태인 동안 상기 1차정류회로(110)로부터 전달된 전력을 축적하여, 오프 되는 순간에 게이트 드라이버(160)와 중앙처리부(180) 및 이온발생부(182)로 입력전압을, 직렬공진형 컨버터(120)로 구동전압을 각각 인가하는 플라이백 컨버터(110'); 상기 플라이백 컨버터(110')와 상기 직렬공진형 컨버터(120) 간에 게재되어 배터리팩(B) 접근에 따른 전류 변화를 검출하고, 전류 변화량에 따른 비교전류를 출력하는 전류검출부(170); 상기 전류검출부(170)로부터 입력된 비교전류를 이용해 배터리팩(B)의 접근을 감지하고, 접근 여부에 따라 게이트 드라이버(160)를 제어하고, 이상동작이나 이물질이 올려져 설정된 온도이상으로 상승했을때 스위칭을 차단시켜주기 위한 온도보호회로부(183)의 전류에 따라 상기 게이트 드라이버(160)를 제어하고, 동시에 이온발생부(182)의 작동모드를 전환시켜주는 하는 중앙처리부(180); 상기 중앙처리부(180)의 제어에 의해 게이트 신호를 출력하는 게이트 드라이버(160); 상기 게이트 드라이버(160)로부터 입력되는 게이트 신호에 의해 1차측코어부(130)로 흐르는 전압 및 전류 파형을 조절하는 상기 직렬공진형 컨버터(120); 상기 직렬공진형 컨버터(120)에 의해 스위칭되어 유도기전력을 발생시키는 상기 1차코어부(130)로 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 게이트 드라이버(160)는 중앙처리부(180)의 제어에 의해 출력되는 게이트 신호를 통해 상기 직렬공진형 컨버터(120)에 구비된 두 개의 스위칭 소자가 교 대로 켜지도록 하여 각각의 스위칭 소자에 결합된 병렬 커패시터의 충·방전을 통해 1차측코어부(130)로 입력되는 전압 및 전류 파형을 조절하도록 된 것을 특징으로 한다.
상기 전류검출부(170)는 상기 플라이백 컨버터(110') 출력단과 상기 직렬공진형 컨버터(120) 입력단을 연결하는 저항의 양단에 접속된 것으로 저항 양단 신호가 입력되는 차등증폭기(171) 및 상기 차등증폭기(171) 출력단에 결합된 비교기/저주파 필터(172)로 구성되어 상기 차등증폭기(171)의 출력을 미리 설정된 기준전압과 비교하여 전류 변화를 검출하고, 전류 변화량에 따른 비교전류를 필터링하여 출력하도록 된 것을 특징으로 한다.
상기 이온발생부(182)는 충전지 케이스(300)를 구성하는 충전기 헤드(310)내에 실장되어 먼지, 악취센서(181)로 부터 피드백된 정보를 판단하는 중앙처리부(180)에 의하여 작동모드가 전환되어지도록 구성됨을 특징으로 한다.
상기 이온발생부(182)는 플라이백 컨버터(110')의 출력측과 중앙처리부(180)의 입력측 사이에 그 입력측이 접속되어지도록 구성하고, 중앙처리부(180)의 출력신호에 따라 전환되어지는 작동모드에 의하여 고전압발생부(183)에서 고전압이 발생되어지도록 구성하고, 상기 고전압발생부(183)의 출력단자에 이온전극(184) (184')이 결합되어지도록 구성하되, 상기 이온전극(184)(184')으로 부터 발생된 음이온과 양이온이 충전기 몸체(320)에 형성된 배출홀(321)을 통해 안착패드(330)의 상부로 확산되어지도록 구성됨을 특징으로 한다.
상기 배터리팩(B)은 1차측코어부(130)를 통해 전력이 유도되는 2차측코어부 (210); 상기 2차측코어부(210)의 코일(Scoil1)에 결합되어 유도된 전력을 정류하는 2차정류회로(200); 상기 2차정류회로(200)에서 정류된 전력이 충전조절회로(220a) 및 상기 충전조절회로(220a)를 경유하여 보호회로(230)를 통해 배터리(BAT)에 공급되도록하고, 상기 배터리(BAT)의 충전상태를 모니터링하여 충전상태정보를 생성하여 주기적으로 기록하는 퓨얼 게이지(220b)로 구성되는 충전제어부(220); 상기 충전제어부(220) 및 상기 배터리(BAT) 사이에 결합되어 상기 배터리(BAT)의 충전상태에 따라 충·방전 여부를 조절하는 보호회로(230)로 구성됨을 특징으로 한다.
상기 배터리팩(B)의 2차측코어부(210)와 배터리케이스(250) 사이에 박막형태를 갖는 차폐판(240)이 개재되어지도록 구성하고, 상기 보호회로(230)에 차폐부재(231)가 감싸여지도록 구성됨을 특징으로 한다.
그리고 상기 충전제어부(220)는 상기 2차정류회로(200)를 통해 정류된 전력을 이용해 배터리(BAT)의 충전여부를 제어하는 충전제어기능과 상기 배터리(BAT)의 충전상태를 모니터링하여 충전상태정보를 생성해 주기적으로 기록하는 퓨얼 게이지 기능을 동시에 수행하도록 최적화된 회로로 집적되어짐을 특징으로 하는 이온발생 기능을 갖는 무접점 충전 시스템을 제공함에 그 목적이 달성된다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도1은 본 발명에 따른 이온발생 기능을 갖는 무접점 충전 시스템을 개략적으 로 도시한 예시도이고, 도2는 본 발명에 따른 이온발생 기능을 갖는 무접점 충전 시스템의 구성도이다.
본 발명에 따른 무접접 충전 시스템은 전원이 입력되는 무접점 충전기(A)로 부터 발생되는 유도기전력에 의하여 충전되어지는 배터리팩(B)으로 구성되어 있다.
여기에서, 상기 무접점 충전기(A)는 도시된 바와 같이, 무선 충전용 패드의 전원입력단에 접속된 전자파 필터(100)에 의하여 입력된 AC 전원(110/220V)의 전자파를 차단하고, 1차정류회로(110)는 전자파가 차단된 AC 전원을 DC로 정류한다. 플라이백 컨버터(110')는 트랜지스터를 내장하여 내장된 트랜지스터가 온 상태인 동안 1차정류회로(110)로부터 전달되는 전력을 축적하여, 오프 되는 순간에 게이트 드라이버(160)와 중앙처리부(180) 및 이온발생부(182)로 입력전압을 인가함과 동시에 직렬공진형 컨버터(120)로 구동전압을 각각 인가한다.
전류검출부(170)는 상기 플라이백 컨버터(110')와 상기 직렬공진형 컨버터(120) 간에 게재되어 배터리팩(B) 접근에 따른 전류 변화를 검출하고, 전류 변화량에 따른 비교전류를 출력한다.
이를 위해, 상기 전류검출부(170)는 상기 플라이백 컨버터(110') 출력단과 상기 직렬공진형 컨버터(120) 입력단을 연결하는 저항의 양단에 접속된 것으로 저항 양단 신호가 입력되는 차등증폭기(171) 및 상기 차등증폭기(171) 출력단에 결합된 비교기/저주파 필터(172)로 구성되어 상기 차등증폭기(171)의 출력을 미리 설정된 기준전압과 비교하여 전류 변화를 검출하고, 전류 변화량에 따른 비교전류를 필터링하여 출력한다.
중앙처리부(180)는 전류검출부(170)로부터 입력된 비교전류를 이용해 배터리팩(B)의 접근을 감지하고, 접근 여부에 따라 게이트 드라이버(160)를 제어함과 동시에 이상 동작이나 이물질이 올려져 설정된 온도이상으로 상승했을때 스위칭을 차단시켜주기 위한 온도보호회로부(183)의 전류에 따라 상기 게이트 드라이버(160)를 제어한다. 또한, 상기 중앙처리부(180)는 먼지, 악취센서(181)로 부터 피드백된 정보를 판단하여 이온발생부(182)의 작동모드를 전환시킨다.
게이트 드라이버(160)는 중앙처리부(180)의 제어에 의해 게이트 신호를 출력하고, 직렬공진형 컨버터(120)는 게이트 드라이버(160)로부터 입력되는 게이트 신호에 의해 1차측코어부(130)로 흐르는 전압 및 전류 파형을 조절한다.
이를 위해, 상기 게이트 드라이버(160)는 중앙처리부(180)의 제어에 의해 출력되는 게이트 신호를 통해 상기 직렬공진형 컨버터(120)에 구비된 두 개의 스위칭 소자가 교대로 켜지도록 하여 각각의 스위칭 소자에 결합된 병렬 커패시터의 충·방전을 통해 1차측 코어부(130)로 입력되는 전압 및 전류 파형을 조절되어지도록 구성되어 있다.
직렬공진형 컨버터(120)는 상기 게이트 드라이버(160)로부터 입력되는 게이트 신호에 의해 1차측코어부(130)로 흐르는 전압 및 전류 파형을 조절하도록 구성되어 있다. 상기 1차코어부(130)는 직렬공진형 컨버터(120)에 의해 스위칭되어 유도기전력을 발생시키도록 구성되어 있다.
상기 1차코어부(130)는 미도시한 중공부가 형성된 평판코어부재의 가장자리에 코일(Pcoil)이 권선된 것으로 코발트(Co), 철(Fe), 니켈(Ni), 붕소(B), 규소 (Si) 등 높은 투자율(>80,000)과 깨지지 않는 성질을 가진 코발트 계열의 비정질금속 또는 페라이트 재질된 조각이 부착되어지도록 구성되어 있다. 이러한, 평판코어부재는 다각형으로 구성하였으나, 이러한 형태 이외에 원형 및 타원형 중 어느 하나로 형성되어지도록 할 수 있고, 중공부는 소재의 사용량을 줄임과 동시에 방열면적을 극대화시킬 수 있는 기능이 제공되어지도록 구성할 수 있다.
상기 코일(Pcoil)은 평판코어부재의 가장자리에 직렬이나 병렬형태로 감겨지도록 구성된 것으로 단선이나 이중선 및 리쯔선 그리고 동박 등을 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 코일(Pcoil)의 시작점은 동일한 방향으로 감아 만들고, 각각의 끝에는 도1에 도시된 바와 같이, 1차측코어부(130)의 Lr에 매치시켜 직렬공진 컨버터를 이용하여 각각 스위칭을 하여 구성시킬 수 있다. 이때 구동되어지는 스위칭은
Figure 112005015923571-pat00001
과
Figure 112005015923571-pat00002
의 위상을 조정하여 코일(Pcoil1)에 LC공진을 발생시켜 2차측에 에너지를 유지시키게 된다.
상기 코일(Pcoil)을 복수개로 감을 경우, 스위칭 패턴이 교번됨으로써 자장이 360°회전하는 효과를 볼 수 있으며, 단일 방향으로 권선한 2차측의 위치에 상관없이 유기된 에너지를 받을 수 있게 된다.
한편, 상기 이온발생부(182)는 충전지 케이스(300)를 구성하는 충전기 헤드(310)내에 실장되어 먼지, 악취센서(181)로 부터 피드백된 정보를 판단하는 중앙처리부(180)에 의하여 작동모드가 전환되어지도록 구성되어 있다.
또한, 상기 이온발생부(182)는 플라이백 컨버터(110')의 출력측과 중앙처리 부(180)의 입력측 사이에 그 입력측이 접속되어지도록 구성하고, 중앙처리부(180)의 출력신호에 따라 전환되어지는 작동모드에 의하여 고전압발생부(183)를 통해 고전압이 발생되어지도록 구성되어 있다. 상기 고전압발생부(183)의 출력단자에 이온전극(184)(184')이 결합되어지도록 구성하되, 상기 이온전극(184)(184')으로 부터 발생된 음이온과 양이온이 충전기 몸체(320)에 형성된 배출홀(321)을 통해 안착패드(330)의 상부로 확산되어지도록 구성되어 있다.
또한, 상기 중앙처리부(180)에 의하여 전환되어지는 작동모드는 음이온과 양이온이 동일하게 많이 발생되어지는 모드와, 양이온에 비해 음이온의 더 많이 발생되어지는 모드로 구분되어지며, 음이온과 양이온이 많이 발생되어지는 모드는 세균 및 박테리아의 제거, 살균을 더 효과적으로 할 수 있고, 양이온에 비하여 음이온을 더 많이 발생시키는 모드는 휴양효과를 더 얻을 수 있게 된다. 소량의 양이온을 발생시키는 이유는 소량의 양이온과 다량의 양이온이 조합됨으로써, 박테리아 제거 와 살균 및 휴양효과를 동시에 얻을 수 있기 위해서이다.
그리고 상기 이온발생부(182)는 무접점 충전기(A)에 배터리팩(B)을 올려 놓으면 양이온과 음이온이 동일한 양으로 발생되어지도록 하고, 배터리팩(B)이 없을 경우, 비교적 소량의 양이온과 다량의 음이온을 발생시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 먼지, 악취센서(181)로 부터 피드백된 정보에 따라 최적의 작동모드에서 작동되어지도록 하는 것이 더욱 바람직하다.
도1에 도시된 바와 같이, 배터리팩(B)은 2차측코어부(210)의 코일(Scoil1)을 통해 1차측코어부(130)으로 부터 전력이 공진커패서터(Cs)를 경유하면서 공진이 발 생되어지고, 공진에 의해 발생된 정현적 AC가 2차정류회로(200)에 의하여 DC로 정류되어 충전조절회로(220a)로 인가된다.
충전제어부(220)는 충전조절회로(220a)와 퓨얼 게이지(220b)를 구비하여 충전조절기능과 퓨얼 게이지 기능을 동시에 수행한다. 충전조절회로(220a)는 2차정류회로(200)에서 정류된 전력을 퓨얼 게이지(220b)에 공급하고, 2차정류회로(200)의 출력에 따라 미도시한 알에프아이디 제어부로 전압을 인가한다. 퓨얼 게이지(220b)는 충전조절회로(220a)로부터 공급된 전력을 보호회로(230)를 통해 배터리(BAT)에 공급하고, 배터리(BAT)의 충전상태를 모니터링하여 충전상태정보를 생성해 알에프아이디 제어부에 주기적으로 기록한다. 보호회로(230)는 충전제어부(220) 및 배터리(BAT) 사이에 결합되어 배터리(BAT)의 충전상태에 따라 충·방전 여부를 조절하여 배터리(BAT)를 보호한다.
미도시한 알에프아이디 제어부는 배터리(BAT)의 무선식별정보가 저장됨과 동시에 충전상태정보가 주기적으로 기록되며, 태그 안테나로 알에프 캐리어 신호가 수신되면 그 응답으로 저장되어 있는 배터리(BAT)의 무선식별정보 및 충전상태정보를 포함하여 알에프 데이터를 생성하고, 이를 변조하여 변조된 알에프 데이터를 태그 안테나를 통해 무선 전송한다. 배터리(BAT)는 보호회로(230)의 조절에 따라 충전된다.
상기 충전제어부(220)는 상기 2차정류회로(200)를 통해 정류된 전력을 이용해 배터리(BAT)의 충전여부를 제어하는 충전제어기능과 상기 배터리(BAT)의 충전상태를 모니터링하여 충전상태정보를 생성해 주기적으로 기록하는 퓨얼 게이지 기능 을 동시에 수행하도록 최적화된 회로로 집적되어지도록 구성된다.
도4는 본 발명에 따른 이온발생 기능을 갖는 무접점 충전 시스템에 구비된 배터리팩의 구성을 도시한 사시도로서, 도시된 바와 같이, 상기 배터리팩(B)의 2차측코어부(210)와 배터리 케이스(250) 사이에 박막형태를 갖는 차폐판(240)이 개재되어지도록 구성되어 자기장이 유도되면서 발생되는 유도기전력으로 인하여 배터리의 온도가 상승되는 것을 방지하여 그 안정성을 높일 수 있도록 하고, 동시에 유도기전력으로 인한 자장의 간섭을 줄여 2차측코어부(210)에 충분한 기전력이 발생되도록 하여 충전율을 높일 수 있도록 구성되어 있다.
또한, 보호회로(230)에 자기장을 차폐할 수 있는 차폐부재(231)가 감싸여지도록 구비하여 사용할 경우, 보호회로(230)의 내부에 구비된 다른 부품에 영향을 주는 것을 막을 수 있다. 이러한 차폐부재(231)는 박스형태로 구비하여 씌워지도록 사용할 수 있으며, 바람직하기로는 보호회로(230) 전부가 몰딩으로 처리되어지도록 하는 것이 더욱 바람직하다.
무접점 충전기(A)를 통해 배터리팩(B)이 충전되는 과정과 그에 따른 이온이 발생되는 과정을 도5a,5b를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
우선, 배터리팩(B)을 무접점 충전기(A) 위에 놓음과 동시에 플라이백 컨버터(110')와 상기 직렬공진형 컨버터(120) 간에 게재된 전류검출부(170)에 의하여 배터리팩(B) 접근에 따른 전류 변화를 검출하고, 변화량에 따른 비교전류를 중앙처리장치(180)에 인가시킴으로써 접근 여부에 따라 게이트 드라이버(160)가 제어된다.
이때 이상동작이나 이물질이 올려져 설정된 온도 이상으로 상승했을 경우, 스위칭을 차단시켜주기 위한 온도보호회로부(183)의 스위칭이 차단됨으로써 과부하가 발생되는 것을 방지할 수 있게 된다.
다음, 게이드 드라이버(160)의 제어에 의하여 배터리팩(B)은 2차측코어부(210)의 코일(Scoil1)을 통해 1차측코어부(130)으로 부터 전력이 공진커패서터(Cs)를 경유하면서 공진이 발생되어지고, 공진에 의해 발생된 정현적 AC가 2차정류회로(200)에 의하여 DC로 정류되어 충전조절회로(220a)로 인가된다.
다음, 충전조절회로(220a)는 2차정류회로(200)에서 정류된 전력을 퓨얼 게이지(220b)에 공급하고, 2차정류회로(200)의 출력에 따라 미도시한 알에프아이디 제어부로 전압을 인가함으로써, 퓨얼 게이지(220b)는 충전조절회로(220a)로부터 공급된 전력을 보호회로(230)를 통해 배터리(BAT)에 공급하여 충전시키게 된다.
이와 동시에 먼지, 악취센서(181)로 부터 피드백된 정보를 판단하는 중앙처리부(180)에 의하여 이온발생부(182)의 작동모드가 전환되어 고전압발생부(183)에서 고전압이 발생되어짐으로써, 그 출력단자에 결합된 이온전극(184)(184')사이 에서 음이온과 양이온이 동시에 발생되어지며, 발생된 이온은 충전기 몸체(320)에 형성된 배출홀(321)을 통해 안착패드(330)의 상부로 확산되어 안착패드(330)에 안착된 휴대용 단말기나 배터리팩에 기생하는 세균을 살균함과 동시에 여분의 이온이 공기중으로 다시 확산됨에 따라 주변의 공기를 정화할 수 있게 된다.
이온발생부(182)에서 발생되어지는 클러스터 이온은 산소분자이온이 10∼60개 모인 포도송이 모양의 집합체로, 보통 태양광선이 닿는 곳(특히 자연이 풍부한 장소)에 많이 존재하고 도시지역이나 주거지역 등에서는 현저하게 적은 양이 분포 하는 것으로, 공기 중의 산소분자를 대전시키는 방식 등을 이용해 인공적으로 만들어낸다.
또한, 클러스터화 된 상태는 공간 안의 악취분자나 미생물, 잡균, 곰팡이균에 흡착하고 감싸는 성질이 있으며, 이러한 성질을 탈취, 살균, 공기의 쾌적화에 활용하는 것이 가능하다.
그리고 오존(O3)의 경우는 활성산소 (O-)의 작용으로 향기나 분자를 각각 격파하여 강제 산화 분해시키기 때문에 생체의 세포에도 강한 자극을 주므로, 장시간 오존에 노출되어 있으면 인체에 해를 미치는데 비해, 클러스터 이온은 향기나 분자 세포 등과 반응하는 것이 아니고 상대를 자기분해시키는 것이기 때문에 무해하다.
이때, 생성되는 클러스터 이온은 자연계에 존재하는 음이온과 같은 형태로, 다량의 이온으로 발생되어 공기 중 부유 세균이나 유해가스, 담배연기 등을 빠르게 제거할 수 있다.
즉, 고전압발생부(183)에서 이온전극(184)(184')로 전자가 방출되면 방출된 전자는 도5a,5b에 도시된 바와 같이, 산소분자(O2)와 결합하여 산소레디칼(O-)을 형성하고, 물분자(H2O)로부터 생성된 수산기(OH-)가 분해되어 산소레디칼(O-)과 수소이온(H+)을 형성하고(S10), 이어 산소레디칼(O-) 중 일부는 수산기(OH-)와 결합되어 수산기음이온(HO2 -)을 형성한다(S20).
다음, 잔여 산소레디칼(O-)들은 상호 결합하여 초과산화음이온(O2 -)을 형성(S30)하는 과정에서 대기 중에는 물분자 및 산소분자, 산소 관련 기체들, 할로겐족의 기체들, 중성 미립자 등이 존재하며, 상기된 요소들은 무질서한 운동을 하며 전체적인 엔트로피를 상승시킨다.
다음, 수산기음이온(H2O-)과 초과산화음이온(O2 -)이 운동성이 향상된 중성 미립자 등과 결합하여 집합 분자체 음이온인 클러스터 음이온(MI-)을 형성(S40)하고, 잔여 수산기음이온(H2O-)들은 나중에 대기 중에서 수산기(OH-)와 반응하는 과정을 거쳐 안정성을 가지게 된다(S50).
따라서, 전자 자체가 부여한 음성으로 인하여 강 산소기 음이온(O2 -)과 수산기음이온(HO2 -)이 형성되어 핵이온의 역할을 하고, 핵이온 역할을 하는 음이온들의 강한 음기를 형성한 상태에서 그 주변에 운동성 내지 엔트로피가 향상된 여러 기체 및 미립자 분자들을 끌고 와 클러스터 음이온(MI-)을 형성하는 것이다.
일단, 클러스터 이온을 형성한 이후에는 즉각적인 이온의 소멸화 과정 혹은 재결합 과정을 거치지 않고 전기적 음성 상태를 유지하면서 오랫동안 또한 멀리 움직일 수 있다.
상기 본 발명은 당업자의 요구에 따라 기본 개념을 벗어나지 않는 범위 내에 서 다양한 변형이 가능하다.
이와 같이 본 발명은 무선 충전용 패드의 윗면에 올려진 휴대용 디바이스나 배터리팩을 충전하는 과정에서 다량의 이온이 발생되어 그 주변으로 확산되어지도록 함으로써, 휴대용 단말기나 배터리팩에 기생하는 세균을 살균하여 안전하게 사용할 수 있도록 하고, 아울러 그 주변의 공간의 공기를 정화시켜 쾌적한 환경이 유지될 수 있도록 한 것이다.

Claims (8)

  1. 전원이 입력되는 무접점 충전기(A)로 부터 발생되는 유도기전력에 의하여 충전되어지는 배터리팩(B)으로 구성된 이온발생 기능을 갖는 무접점 충전 시스템에 있어서,
    상기 무접점 충전기(A)는 전원입력단에 결합되어 입력된 AC 전원의 전자파를 차단하는 전자파 필터(100); 전자파가 차단된 AC 전원을 DC로 정류하는 1차정류회로(110); 내장된 트랜지스터가 온 상태인 동안 상기 1차정류회로(110)로부터 전달된 전력을 축적하여, 오프 되는 순간에 게이트 드라이버(160)와 중앙처리부(180) 및 이온발생부(182)로 입력전압을, 직렬공진형 컨버터(120)로 구동전압을 각각 인가하는 플라이백 컨버터(110'); 상기 플라이백 컨버터(110')와 상기 직렬공진형 컨버터(120) 간에 게재되어 배터리팩(B) 접근에 따른 전류 변화를 검출하고, 전류 변화량에 따른 비교전류를 출력하는 전류검출부(170); 상기 전류검출부(170)로부터 입력된 비교전류를 이용해 배터리팩(B)의 접근을 감지하고, 접근 여부에 따라 게이트 드라이버(160)를 제어하고, 이상동작이나 이물질이 올려져 설정된 온도이상으로 상승했을때 스위칭을 차단시켜주기 위한 온도보호회로부(183)의 전류에 따라 상기 게이트 드라이버(160)를 제어하고, 동시에 이온발생부(182)의 작동모드를 전환시켜주는 하는 중앙처리부(180); 상기 중앙처리부(180)의 제어에 의해 게이트 신호를 출력하는 게이트 드라이버(160); 상기 게이트 드라이버(160)로부터 입력되는 게이트 신호에 의해 1차측코어부(130)로 흐르는 전압 및 전류 파형을 조절하는 상기 직 렬공진형 컨버터(120); 상기 직렬공진형 컨버터(120)에 의해 스위칭되어 유도기전력을 발생시키는 상기 1차코어부(130)로 구성된 것을 특징으로 하는 이온발생 기능을 갖는 무접점 충전 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 게이트 드라이버(160)는 중앙처리부(180)의 제어에 의해 출력되는 게이트 신호를 통해 상기 직렬공진형 컨버터(120)에 구비된 두 개의 스위칭 소자가 교대로 켜지도록 하여 각각의 스위칭 소자에 결합된 병렬 커패시터의 충·방전을 통해 1차측코어부(130)로 입력되는 전압 및 전류 파형을 조절하도록 된 것을 특징으로 하는 이온발생 기능을 갖는 무접점 충전 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전류검출부(170)는 상기 플라이백 컨버터(110') 출력단과 상기 직렬공진형 컨버터(120) 입력단을 연결하는 저항의 양단에 접속된 것으로 저항 양단 신호가 입력되는 차등증폭기(171) 및 상기 차등증폭기(171) 출력단에 결합된 비교기/저주파 필터(172)로 구성되어 상기 차등증폭기(171)의 출력을 미리 설정된 기준전압과 비교하여 전류 변화를 검출하고, 전류 변화량에 따른 비교전류를 필터링하여 출력하도록 된 것을 특징으로 하는 이온발생 기능을 갖는 무접점 충전 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이온발생부(182)는 충전지 케이스(300)를 구성하는 충전기 헤드(310)내에 실장되어 먼지,악취센서(181)로 부터 피드백된 정보를 판단하는 중앙처리부(180)에 의하여 작동모드가 전환되어지도록 구성됨을 특징으로 하는 이온발생 기능을 갖는 무접점 시스템.
  5. 제1항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이온발생부(182)는 플라이백 컨버터(110')의 출력측과 중앙처리부(180)의 입력측 사이에 그 입력측이 접속되어지도록 구성하고, 중앙처리부(180)의 출력신호에 따라 전환되어지는 작동모드에 의하여 고전압발생부(183)에서 고전압이 발생되어지도록 구성하고, 상기 고전압발생부(183)의 출력단자에 이온전극(184) (184')이 결합되어지도록 구성하되, 상기 이온전극(184)(184')으로 부터 발생된 음이온과 양이온이 충전기 몸체(320)에 형성된 배출홀(321)을 통해 안착패드(330)의 상부로 확산되어지도록 구성됨을 특징으로 하는 이온발생 기능을 갖는 무접점 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 배터리팩(B)은 1차측코어부(130)를 통해 전력이 유도되는 2차측코어부(210); 상기 2차측코어부(210)의 코일(Scoil1)에 결합되어 유도된 전력을 정류하는 2차정류회로(200); 상기 2차정류회로(200)에서 정류된 전력이 충전조절회로(220a) 및 상기 충전조절회로(220a)를 경유하여 보호회로(230)를 통해 배터리(BAT)에 공급 되도록하고, 상기 배터리(BAT)의 충전상태를 모니터링하여 충전상태정보를 생성하여 주기적으로 기록하는 퓨얼 게이지(220b)로 구성되는 충전제어부(220); 상기 충전제어부(220) 및 상기 배터리(BAT) 사이에 결합되어 상기 배터리(BAT)의 충전상태에 따라 충·방전 여부를 조절하는 보호회로(230)로 구성됨을 특징으로 하는 이온발생 기능을 갖는 무접점 충전 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 배터리팩(B)의 2차측코어부(210)와 배터리케이스(250) 사이에 박막형태를 갖는 차폐판(240)이 개재되어지도록 구성하고, 상기 보호회로(230)에 차폐부재(231)가 감싸여지도록 구성됨을 특징으로 하는 이온발생 기능을 갖는 무접점 시스템.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 충전제어부(220)는 상기 2차정류회로(200)를 통해 정류된 전력을 이용해 배터리(BAT)의 충전여부를 제어하는 충전제어기능과 상기 배터리(BAT)의 충전상태를 모니터링하여 충전상태정보를 생성해 주기적으로 기록하는 퓨얼 게이지 기능을 동시에 수행하도록 최적화된 회로로 집적되어짐을 특징으로 하는 이온발생 기능을 갖는 무접점 시스템.
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