KR100971737B1

KR100971737B1 - 멀티무접점충전시스템 및 제어방법

Info

Publication number: KR100971737B1
Application number: KR1020070123749A
Authority: KR
Inventors: 정춘길
Original assignee: 정춘길
Priority date: 2007-11-30
Filing date: 2007-11-30
Publication date: 2010-07-21
Also published as: CN101447683A; CN101447683B; KR20090056545A

Abstract

본 발명은 무접점충전시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하나의 멀티무접점충전장치에 다수의 무선기기가 충전되도록 구성되어, 많은 수의 무선기기들의 전체 충전시간이 절약되도록 하고, 충전작동을 하지 않는 충전블럭에 이물질이 놓이더라도 무선기기 및 멀티무접점충전장치가 손상되지 않도록 하는 멀티무접점충전시스템에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명은 무접점충전장치(10)는 무접점충전케이스(11)가 외체를 이루며, 상기 무접점충전케이스(11)는 상면에 무접점충전테이블(12)이 구비되고, 무접점충전테이블(12)은 1차측충전코어(13)가 구비되는 복수 개의 충전블럭(14)이 형성되고, 풀브릿지공진형컨버터(22)는 복수 개의 충전블럭(14)에 각각 대응되어 연결되어 복수 개로 구비되며, 중앙제어부(21)의 제어에 의하여 복수 개의 풀브릿지공진형컨버터(22)에 개별적으로 각각 변환된 전력신호가 전송되도록 하는 멀티게이트드라이버모듈(23) 및 복수 개의 충전블럭(14)과 연결되어 전송되는 신호를 처리하여 중앙제어부(21)로 전송하는 수신신호처리모듈(24)이 구비되는 것을 특징으로 한다.

무접점충전장치, 무선기기, 핸드폰, 충전코어

Description

멀티무접점충전시스템 및 제어방법{MULTIPLE NON-CONTACT CHARGING SYSTEM OF WIRELESS POWER TRANSMISION AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 무접점충전시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하나의 멀티무접점충전장치에 다수의 무선기기가 충전되도록 구성되어, 많은 수의 무선기기들의 전체 충전시간을 절약되도록 하고, 충전작동을 하지 않는 충전블럭에 이물질이 놓이더라도 무선기기 및 멀티무접점충전장치가 손상되지 않도록 하는 멀티무접점충전시스템에 관한 것이다.

일반적으로 휴대폰, PDA, PMP, DMB단말기, MP3 또는 노트북과 같은 휴대용 무선기기들은 일반 가정 전원을 이용할 수 없어, 일회용 배터리를 장착하거나 충방전이 가능한 배터리가 장착되는 것이다.

그러나 이러한 무선기기용 배터리에 전기를 충전시키기 위한 충전기는 일반전원으로부터 전기를 공급받아 배터리에 전원공급단자를 통하여 배터리팩에 전원을 공급하는 단자공급방식이 이용되고 있다. 하지만 이러한 단자공급방식으로 전원을 공급하면, 충전기와 배터리가 서로 결합되거나 분리될 경우, 양측의 단자들이 서로 다른 전위차를 가지고 있어서 순간방전현상이 발생된다. 이로써 양측 단자들에는 점점 이물질이 쌓이게 되며, 이로 인해서 화재가 발생할 우려가 있는 것이다. 또한 습기가 묻어 자연 방전되는 등 충전기 및 배터리의 수명 및 성능을 저하시키는 문제점이 있다.

이러한 단자공급방식의 문제점을 해결하기 위하여, 무접점 충전기가 개발되었다. 즉 이러한 종래기술에 따른 무접점 충전기는 무접점충전기의 1차코일의 상부로, 충전하고자 하는 배터리가 내재된 단말기을 위치시키면, 배터리의 2차코일에 의하여 충전이 된다. 즉 1차코일에서 발생되는 자기장에 의해 2차코일에서는 유도기전력으로부터 유도되는 전기를 충전하는 것이다.

그러나 이러한 종래의 무접점 충전기는 단지 휴대용 단말기에 전력을 공급할 뿐, 다른 용이한 용도로 이용할 수 없어 실용성에 제한이 있는 것이다.

나아가 1차코일에서 발생되는 자기장에 대하여 금속이 놓이게 되면 1차코일에는 전력손실이 상당하여 무접점충전기가 파손되는 등의 문제점이 발생될 우려가 있는 것이다.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명은 하나의 멀티무접점충전장치에 다수의 무선기기가 충전되도록 구성되는 것으로, 많은 수의 무선기기들의 전체 충전시간을 절약되도록 하는 목적이 있다.

또한 충전작동을 하지 않는 충전블럭에 이물질이 놓이는 경우에는 전력전송이 정지되도록 하여 무선기기 및 멀티무접점충전장치가 손상되지 않도록 하는 목적이 있다.

나아가 새로운 무선기기를 충전하기 위하여 충전중이던 다른 무선기기를 건드리더라도, 충전작동이 연속해서 안정적으로 이뤄지도록 하여 충전효율이 향상되도록 하는 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 멀티무접점충전시스템(A)은, 무접점으로 전력신호가 무선기기(30)로 발신되도록 구비되는 멀티무접점충전장치(10)가 포함되어 이루어지는 멀티무접점충전시스템(A)에 있어서, 상기 멀티무접점충전장치(10)는, 개별제어가 가능하도록 구성된 1차측충전코어(13)가 구비되는 복수 개의 충전블럭(14)을 포함하며, 상기 멀티무접점충전장치(10)가, 고유 ID값을 호출하는 호출신호가 포함된 전력신호를 발신하고, 이에 대한 응답신호가 수신되면 정상신호여부를 판별한 후, 정상신호인 경우 고유 ID를 판별하며, 고유 ID가 판별되면 해당 충전블럭(14)의 1차측충전코어(13)에서 풀파워전송전력이 발신되도록 한 후, 해당 무선기기(30)로 충전상태정보를 요청하고 회신된 무선기기(30)의 충전정보에 포함된 수신전력신호의 크기에 대응하여 전송전력신호의 크기를 조절하는 것을 특징으로 한다.

이에 상기 무접점충전장치(10)는 상기 무선기기(30)로 무접점으로 전력신호를 전송하기 위한 풀브릿지공진형컨버터(22) 및 중앙제어부(21)가 내재되는 무접점충전케이스(11)가 외체를 이루며, 상기 무접점충전케이스(11)는 상면에 무접점충전테이블(12)이 구비되어지되, 상기 무접점충전테이블(12)은 1차측충전코어(13)가 구비되는 복수 개의 충전블럭(14)이 형성되고, 상기 풀브릿지공진형컨버터(22)는 복수 개의 상기 충전블럭(14)에 각각 대응되어 연결되어 복수 개로 구비되며, 상기 중앙제어부(21)의 제어에 의하여 복수 개의 상기 풀브릿지공진형컨버터(22)에 개별적으로 각각 변환된 전력신호가 전송되도록 하는 멀티게이트드라이버모듈(23)이 구비되고, 복수 개의 상기 충전블럭(14)과 연결되어 상기 무선기기(30)로부터 전송되는 신호를 처리하여 상기 중앙제어부(21)로 전송하는 수신신호처리모듈(24)이 구비되며, 상기 무접점충전케이스(11)는 전면에 전원 온/오프스위치(151), 신호입력을 위한 입력패널(152)이 구비되고, 상기 무접점충전테이블(12) 및 복수의 상기 충전블럭(14) 및 상기 무선기기(30)의 충전상태를 표시하는 엘씨디패널(153) 및 충전상태엘이디(154)가 구비되며, 전원공급부(25)가 내재되어 구비될 수 있다.

또한 상기 중앙제어부(21)는, 상기 전원공급부(25)와 연결되어 멀티무접점충전장치(10)의 전원을 공급하는 전원공급블럭(211); 상기 엘씨디패널(153) 및 상기 충전상태엘이디(154)로 표시신호를 출력하는 신호출력블럭(212); 상기 멀티게이트드라이버모듈(23)과 연결되어 상기 1차측충전코어(13)에서 발신되는 전력신호를 전송하는 게이트출력신호처리블럭(213); 상기 1차측충전코어(13)의 일측과 연결되어 상기 무선기기(30)로부터 전송되는 신호를 처리하는 수신신호처리모듈(24)로부터 전송되는 신호를 처리하는 수신신호처리블럭(214); 및 상기 전원공급블럭(211), 상기 신호출력블럭(212), 상기 게이트출력신호처리블럭(213), 상기 수신신호처리블럭(214)을 제어하는 주제어부(210)가 포함되어 구비될 수 있다.

그리고 상기 무선기기(30)는, 상기 멀티무접점충전장치(10)의 1차측충전코어(13)와 대응되어 자기장으로부터 유도전류가 발신되도록 하는 2차측충전코어(32); 상기 2차측충전코어(32)와 연결되어 유도전류를 정류하는 정류부블럭(33); 상기 정류부블럭(33)과 연결되어 전류를 필터링하는 필터부블럭(34); 상기 필터부블럭(34)과 연결되어 배터리셀(35)로 전원이 충전되도록 하는 충전회로블럭(36); 상기 충전회로블럭(36)과 상기 배터리셀(35) 사이에 구비되어 상기 배터리셀(35)에 충전되는 전류를 검출하여 상기 배터리셀(35)의 충전상태 정보를 무선기기제어부(39)로 전송하는 보호회로블럭(37); 상기 무선기기제어부(39)에 전원을 공급하도록 구비되는 정전압레귤레이터블럭(38); 및 상기 정류부블럭(33), 상기 필터부블럭(34), 상기 충전회로블럭(36), 상기 보호회로블럭(37), 상기 정전압레귤레이터블럭(38)을 제어하는 무선기기제어부(39)가 포함되어 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 멀티무접점충전시스템(A)의 제어방법은, 1) 상기 멀티무접점충전시스템(A)의 멀티무접점충전장치(10)에서 주기별로 전력신호가 1차측충전코어(13)를 통하여 발신되도록 하되, 상기 전력신호에는 무선기기(30)의 고유 ID값을 호출하는 호출신호가 포함되도록 하여, 이에 대한 응답신호의 수신을 대기하는 스탠바이모드 단계(S01); 2) 복수 개의 충전블럭(14) 중 어느 한 곳의 1차측충전코어(13)를 통한 부하변조에 따라 감지된 감지신호를 분별하여 물체를 판별하고, 정상신호인가를 판별하는 물체감지단계(S02); 3) 감지된 수신신호를 분석하여 수신된 무선기기(30)의 고유 ID신호가 수신되었는 가를 판별하는 고유 ID판별단계(S03); 4) 무선기기(30)로부터 전송된 고유 ID로 판별되는 경우에는 멀티게이트드라이버모듈(23)을 통하여 해당 충전블럭(14)의 1차측충전코어(13)에서 풀파워전송전력이 발신되도록 하는 풀파워전력전송단계(S04); 5) 무선기기(30)로 충전상태정보를 요청하고 회신된 무선기기(30)의 충전정보에 포함된 수신전력신호의 크기에 대응하여 전송전력신호의 크기를 조절하는 충전조절단계(S05); 및 6) 무선기기(30)로부터 만충전정보를 수신하면 해당 충전블럭(14)에 해당하는 엘씨디패널(153) 또는 충전상태엘이디(154)에 만충전상태를 표시하고 충전작동을 정지하는 만충전상태단계(S06)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

삭제

이에 상기 물체감지단계(S02)는 복수 개의 충전블럭(14) 중 물체에 의해 발생된 부하변조에 따른 감지신호에 대하여, 해당 1차측충전코어(13) 및 수신신호처리모듈(24)을 통하여 감지된 감지신호가 정상신호가 아닌 경우, 이물질감지모드로 전환하고, 감지된 이물질이 금속 또는 전자기기일 경우에는 엘씨디패널(153) 또는 충전상태엘이디(154)에 이물질에러표시를 하며, 해당 충전블럭(14)에 대한 충전작동을 정지하는 이물질감지단계(S021)가 포함되어 구비될 수 있다.

또한 상기 충전조절단계(S05)는 상기 무선기기(30) 측으로 충전량에 대한 데이터 정보를 요청하는 충전량정보 요청단계; 상기 무선기기(30)에서 전송되어지는 충전량정보 데이터 및 전력신호 전압데이터를 수신하는 충전량정보 수신단계; 상기 무선기기(30)로부터 전송된 전력신호 전압데이터를 판별하는 단계; 상기 무선기기(30)로부터 전송된 전력신호 전압데이터에 대하여 전송전력보상하기 위하여 보상되는 전력신호의 주파수를 연산하는 주파수 산출단계; 보상된 전력신호로 상기 무선기기(30) 측으로 전력전송하기 위하여 보상된 주파수로 전력신호를 전송하는 보상전력신호 전송단계가 포함되어 구비될 수 있다.

상기와 같이 구비되는 본 발명은 하나의 멀티무접점충전장치에 다수의 무선기기가 충전되도록 구성되어, 많은 수의 무선기기들의 전체 충전시간을 절약하도록 하는 효과가 있다.

또한 충전작동을 하지 않는 충전블럭에 이물질이 놓이는 경우에는 전력전송이 정지되도록 하여 무선기기 및 멀티무접점충전장치가 손상되지 않도록 하는 효과가 있다.

나아가 새로운 무선기기를 충전하기 위하여 충전중이던 다른 무선기기를 건 드리더라도, 충전작동이 연속해서 안정적으로 이뤄지도록 하여 충전효율이 향상되도록 하는 등의 탁월한 효과가 있다.

이하 첨부되는 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 멀티무접점충전시스템의 멀티무접점충전장치에 대한 사시도, 도 2는 본 발명에 따른 멀티무접점충전시스템의 멀티무접점충전장치에 대한 제어블럭도, 도 3은 본 발명에 따른 멀티무접점충전시스템의 무선기기에 대한 블럭도, 도 4는 본 발명에 따른 멀티무접점충전시스템의 멀티무접점충전장치에 대한 제어흐름도, 도 5는 본 발명에 따른 멀티무접점충전시스템의 무선기기에 대한 제어흐름도, 그리고 도 6은 본 발명에 따른 멀티무접점충전시스템의 제어방법에 대한 제어블럭도를 각각 도시한 것이다.

또한 도 7 내지 도 12는 본 발명에 따른 멀티무접점충전시스템에 있어서 전력제어에 따른 효율에 대한 그래프로, 멀티무접점충전장치(10)에 대하여 무선기기(30)가 이동됨에 따른 전력제어에 대한 그래프이다.

그리고 도 13은 본 발명에 따른 멀티무접점충전시스템의 실시상태도, 및 도 14는 본 발명에 따른 멀티무접점충전시스템의 작동에 대한 기본 설명도를 각각 도시한 것이다.

즉 본 발명에 따른 멀티무접점충전시스템(A)은 도 1 내지 도 14에 도시된 바 와 같이, 무접점으로 전력신호가 무선기기(30)로 발신되도록 구비되는 멀티무접점충전장치(10)가 포함되어 이루어지는 것이다.

이러한 도 1에서와 같이 상기 무접점충전장치(10)는 무접점충전케이스(11)가 외체를 이루는 것으로, 무접점충전케이스(11)의 내부에는 상기 무선기기(30)로 무접점으로 전력신호를 전송하기 위한 풀브릿지공진형컨버터(22) 및 중앙제어부(21)가 내재되는 것이다.

또한 상기 무접점충전케이스(11)는 상면에 무접점충전테이블(12)이 구비되는 것으로, 상기 무접점충전테이블(12)은 1차측충전코어(13)가 구비되는 복수 개의 충전블럭(14)이 형성된다.

따라서 상기 풀브릿지공진형컨버터(22)는 복수 개의 상기 충전블럭(14)에 각각 대응되어 연결되어 복수 개로 구비되고, 상기 중앙제어부(21)의 제어에 의하여 복수 개의 상기 풀브릿지공진형컨버터(22)에 개별적으로 각각 변환된 전력신호가 전송되도록 하는 멀티게이트드라이버모듈(23)이 구비되며, 또한 복수 개의 상기 충전블럭(14)과 연결되어 상기 무선기기(30)로부터 전송되는 신호를 처리하여 상기 중앙제어부(21)로 전송하는 수신신호처리모듈(24)이 구비되는 것이다.

그리고 상기 무접점충전케이스(11)는 전면에 전원 온/오프스위치(151), 신호입력을 위한 입력패널(152)이 구비되고, 상기 무접점충전테이블(12) 및 복수의 상기 충전블럭(14) 및 상기 무선기기(30)의 충전상태를 표시하는 엘씨디패널(153) 및 충전상태엘이디(154)가 구비되며, 전원공급부(25)가 내재되어 구비되는 것이다.

그리하여 도 1의 예시에서와 같이 무접점충전케이스(11) 상면에 형성되는 복 수 개의 충전블럭(14)들에는 휴대폰, PDA, PMP, DMB단말기, MP3 또는 노트북과 같은 휴대용 무선기기(30)이 놓여지는 것이고, 이에 무선기기(30)가 놓여지면, 멀티무접점충전장치(10)는 이를 감지하여 충전작동을 하게 되는 것이다.

또한 멀티무접점충전장치(10)에서의 충전작동을 제어하는 상기 중앙제어부(21)의 구성을 살펴보면 도 2에서와 같이, 전원공급부(25)와 연결되어 멀티무접점충전장치(10)의 전원을 공급하는 전원공급블럭(211), 상기 엘씨디패널(153) 및 상기 충전상태엘이디(154)로 표시신호를 출력하는 신호출력블럭(212), 상기 멀티게이트드라이버모듈(23)과 연결되어 상기 1차측충전코어(13)에서 발신되는 전력신호를 전송하는 게이트출력신호처리블럭(213), 상기 1차측충전코어(13)의 일측과 연결되어 상기 무선기기(30)로부터 전송되는 신호를 처리하는 수신신호처리모듈(24)로부터 전송되는 신호를 처리하는 수신신호처리블럭(214), 및 상기 전원공급블럭(211), 상기 신호출력블럭(212), 상기 게이트출력신호처리블럭(213), 상기 수신신호처리블럭(214)을 제어하는 주제어부(210)가 포함되어 구비되는 것이다.

그리고 멀티무접점충전장치(10)의 무접점충전케이스(11)의 상부인 복수 개의 충전블럭(14)에 놓여져 충전되는 무선기기(30)의 주요 구성은 도 3과 같이, 상기 멀티무접점충전장치(10)의 1차측충전코어(13)와 대응되어 자기장으로부터 유도전류가 발신되도록 하는 2차측충전코어(32), 상기 2차측충전코어(32)와 연결되어 유도전류를 정류하는 정류부블럭(33), 상기 정류부블럭(33)과 연결되어 전류를 필터링하는 필터부블럭(34), 상기 필터부블럭(34)과 연결되어 배터리셀(35)로 전원이 충전되도록 하는 충전회로블럭(36), 상기 충전회로블럭(36)과 상기 배터리셀(35) 사 이에 구비되어 상기 배터리셀(35)에 충전되는 전류를 검출하여 상기 배터리셀(35)의 충전상태 정보를 무선기기제어부(39)로 전송하는 보호회로블럭(37), 상기 무선기기제어부(39)에 전원을 공급하도록 구비되는 정전압레귤레이터블럭(38), 및 상기 정류부블럭(33), 상기 필터부블럭(34), 상기 충전회로블럭(36), 상기 보호회로블럭(37), 상기 정전압레귤레이터블럭(38)을 제어하는 무선기기제어부(39)가 포함되어 이루어지는 것이다.

이상에서와 같이 구비되는 본 발명에 따른 멀티무접점충전시스템(A)은 멀티무접점충전장치(10)의 상부면의 무접점충전테이블(12)이 복수 개의 충전블럭(14)으로 형성되는 것이기에, 한번에 여러 개의 무선기기(30)를 충전할 수 있게 되는 장점이 있는 것이다.

이와 같이 구비되는 본 발명에 따른 멀티무접점충전시스템(A)의 충전작동을 살펴보면 하기와 같다.

1) 우선 멀티무접점충전시스템(A)의 멀티무접점충전장치(10)에 있어서, 중앙제어부(21)의 제어에 의하여, 게이트출력신호처리블럭(213) - 멀티게이트드라이버모듈(23) - 풀브릿지공진형컨버터(22) - 각 충전블럭(14)의 해당 1차측충전코어(13) 등으로 되는 게이트신호회선(234)를 통하여 주기별 전력신호가 발신되는 스탠바이모드 단계(S01)가 수행되는 것이다. 이처럼 스탠바이모드 단계(S01)에서는 주기별로 전력신호가 1차측충전코어(13)를 통하여 발신되도록 하되, 상기 전력신호에는 무선기기(30)의 고유 ID값을 호출하는 호출신호가 포함되도록 하여, 이에 대한 응답신호의 수신을 대기하게 된다.

2) 이후 스탠바이모드 단계(S01)를 통하여 고유 ID값 호출 신호에 대한 응답신호를 수신대기하는 중에, 복수 개의 충전블럭(14) 중 어느 한 곳의 1차측충전코어(13)를 통한 부하변조에 따른 감지신호를 수신하게 되는 물체감지단계(S02)를 수행한다. 이와 같이 임의의 물체에 의하여 감지되는 경우는, 휴대폰, PDA, PMP, DMB단말기, MP3 또는 노트북과 같이 무접점 충전이 가능한 휴대용 무선기기(30)뿐만 아니라, 금속물질, 비금속물질 및 무접점 충전이 불가능한 일반 전자기기 등이 충전블럭(14) 위에 놓일 수 있는 것이다. 따라서 이들과 같은 임의의 물체에 의하여 발생되는 부하변조에 의한 신호를 감지신호로 수신함에, 멀티무접점충전장치(10)에서는 우선, 충전블럭(14)의 상면으로 물체가 놓였는지 분별하여 물체를 판별하게 된다.

이에 비금속과 같은 경우 또는 물체의 이동으로 인한 부하변조의 경우에는 특별한 문제가 발생되지 않는 경우에 상기 스탠바이모드단계(S01)로 전환되도록 할 수 있다. 그러나 무접점충전이 가능한 무선기기(30)가 아닌 경우로, 금속물체 또는 무접점충전이 불가한 전자기기의 경우에는 충전작동으로 인한 발열 및 기기작동 이상 등의 현상이 발생될 우려가 있다.

따라서 상기 물체감지단계(S02)는, 이러한 이물질(PMD, Parasitic Metal Detection)을 감지하는 단계인 이물질감지단계(S021)가 포함되도록 구비되는 것이다. 즉 이물질감지단계(S021)는 복수 개의 충전블럭(14) 중 물체에 의해 발생된 부하변조에 따른 감지신호에 대하여, 해당 1차측충전코어(13) 및 수신신호처리모듈(24)을 통하여 감지된 감지신호가 정상신호가 아닌 경우로, 중앙제어부(21)의 제어에 의하여 발신되는 신호에 대한 부하변조에 따른 정상적이지 않은 신호로 감지되는 것이다. 따라서 이처럼 이물질로 감지되는 경우에는 해당 충전블럭(14)은 이물질감지상태로 전환하고, 감지된 이물질이 금속 또는 전자기기일 경우에는 엘씨디패널(153) 또는 충전상태엘이디(154)에 이물질에러표시를 하며, 해당 충전블럭(14)에 대한 충전작동을 정지하도록 작동하도록 하게 된다(PMD error, Parasitic Metal Detection error).

3) 그러나 감지된 수신신호가 무접점 충전이 가능한 무선기기(30)의 고유 ID에 대한 데이터로 판별되는 경우에는, 부하변조에 의하여 감지된 신호를 분석 판별하는 고유 ID판별단계(S03)를 수행한다. 이에 상기 스탠바이모드 단계(S01)에서, 무선기기(30) 탐색을 위한 신호를 전송함과 함께 무선기기(30)의 고유 ID의 데이터값도 요청하는 요청신호를 함께 발신하는 것으로, 이에 대해 무선기기(30)에서는 2차측충전코어(32)에 의하여 발생되는 유도전류가 정류부블럭(33)을 통하여 정류된 후, 필터부블럭(34)을 통하여 필터링 된다. 이러한 과정 중 수신된 고유 ID요청 정보는 무선기기제어부(39)의 기기컨트롤러(390)으로 전송되며, 이에 따라 기기메모리부(391)에 저장된 해당 무선기기(30)의 고유 ID데이터값을 신호처리블럭(392)를 통하여 멀티무접점충전장치(10) 측으로 전송하게 된다. 따라서 고유 ID판별단계(S03)에서는 멀티무접점충전장치(10)의 1차측충전코어(13)와 연결되는 수신신호처리모듈(24)에서는 부하변조에 의하여 수신된 수신신호를 처리하여 수신신호처리블럭(214)를 통하여 중엉제어부(21)의 주제어부(210)로 전송하게 된다. 이에 주제어부(210)에서는 우선 수신된 데이터가 정상적인 무선기기(30)의 고유 ID데이터 형 태인가 여부를 판별하고, 이후 정상적인 무선기기(30)에서 발신된 고유 ID데이터 인가를 판별하여, 정상기기인지를 판별한다.

4) 이에 무선기기(30)로부터 전송된 고유 ID로 판별되는 경우에는 멀티게이트드라이버모듈(23)을 통하여 해당 충전블럭(14)의 1차측충전코어(13)에서 풀파워전송전력이 발신되도록 하는 풀파워전력전송단계(S04)를 수행한다.

이러한 멀티무접점충전장치(10)에서의 풀파워전력전송단계(S04) 과정을 보면, 중앙제어부(21)의 주제어부(210)에서 충전블럭(14)의 상부에 정상적인 무선기기(30)가 올려진 것으로 판단함에, 게이트출력신호처리블럭(213) 및 게이트신호회선(234)을 통하여 전력신호의 발신에 따른 제어신호를 발신하게 된다.

이러한 전력신호 발신에 따른 제어신호는 멀티게이트드라이버모듈(23)로 전송되어 해당 풀브릿지공진형컨버터(22)를 거쳐 해당 충전블럭(14)의 1차측충전코어(13)로 전력신호가 전송되어 유도자기장 발생으로 전력신호가 무선기기(30)로 전송되는 것이다.

이러한 일련의 과정 중, 게이트신호회선(234) 및 멀티게이트드라이버모듈(23)의 구성은 다음과 같은 실시예의 구성으로 구성될 수 있다.

우선 게이트신호회선(234)이 각 충전블럭(14) 별로 해당되는 복수 개의 신호회선으로 구성되어질 수 있다. 따라서 주제어부(210)의 제어신호는 각 게이트신호회선(234)의 개별 해당 신호회선을 통하여 멀티게이트드라이버모듈(23)로 전송되는 것으로, 이에 대한 멀티케이트드라이버(23)는 게이트 신호처리하는 게이트신호변환부(232), 처리된 신호를 해당 풀브릿지공진형컨버터(22)로 전송하기 위한 출력드라 이버(233), 그리고 게이트제어부(231) 등을 포함하여 구성될 수 있다.

따라서 게이트신호회선(234)이 개별 충전블럭(14)에 대응되는 복수 개의 신호회선으로 구성되고, 이에 따라 주제어부(210)에서 개별 충전블럭(14) 별로 개별 제어신호를 전송하도록 구성되어짐에, 멀티게이트드라이버모듈(23)의 게이트신호변환부(232)는 개별 충전블럭(14)별로 대응되는 복수 개의 변환부재들로 구성될 수 있는 것이다.

그리고 이러한 멀티게이트드라이버모듈(23)에서의 신호 송수신 및 신호처리를 게이트제어부(231)에서 제어하도록 구성될 수 있는 것이다. 이와 같은 실시예에서는 주제어부(210)에서 발신되는 제어신호가 해당 충전블럭(14)에 대응되는 부재들에 전송되고, 이에 따른 전력신호가 발신되어 유도자기장이 안정적으로 발신되어 작은 크기의 멀티무접점충전장치(10)의 구성에 알맞은 장점이 있다.

또한 멀티게이트드라이버모듈(23) 및 게이트신호회선(234)의 다른 실시예로는, 게이트신호회선(234)을 단일 회선으로 구성될 수 있고, 또한 이에 대응되는 멀티게이트드라이버모듈(23)의 게이트신호변환부(232)도 단일의 변환부재 또는 복수 개의 변환부재로 구성될 수도 있는 것이다.

이에 대하여 주제어부(210)에서는 멀티게이트드라이버모듈(23) 측으로 제어신호를 발신하되, 제어신호에서는 변환신호에 앞서 해당 충전블럭(14)에 대한 코드신호를 함께 전송하게 되며, 이를 수신받는 멀티게이트드라이버모듈(23)의 게이트제어부(231)에서는 주제어부(210)로부터 전송되는 제어신호가 어느 충전블럭(14)에 해당하는 신호인지를 판별하여 신호변환된 전력신호를 해당 충전블럭(14)에 대한 풀브릿지공진형컨버터(22)로 전송하도록 구성될 수 있는 것이다.

따라서 주제어부(210)와 멀티게이트드라이버모듈(23)에 따른 구성을 단순화 할 수 있어, 멀티무접점충전장치(10) 및 무선기기(30)가 대형으로 제작되는 경우에 적합하도록 구성될 수 있는 것이다.

5) 그리고 무선기기(30)로 충전상태정보를 요청하고 회신된 무선기기(30)의 충전정보에 따라 충전정도를 조절하는 충전조절단계(S05)를 수행하는 것이다.

이에 무선기기(30)에서는 풀파워전력전송단계(S04) 이후 기기컨트롤러(390)의 제어에 의하여 정류부블럭(33), 필터부블럭(34)을 통하여 공급되는 전원을 충전회로부블럭(36) 및 보호회로부블럭(37) 등에 의하여 배터리셀(35)에 충전하도록 제어하는 것이다.

이러한 충전동작에 대하여 기기컨트롤러(390)는 충전회로부블럭(36) 및 보호회로부블럭(37)을 통하여 배터리셀(35)에 충전되는 상태에 대한 정보를 입력받고, 이에 따라 충전상태 정보를 기기메모리부(391)에 임시 저장하게 된다. 나아가 배터리셀(35)에 만충전 상태가 되는 경우에는 충전회로부블럭(36)을 제어하여 충전동작을 정지하게 되며, 또한 신호처리블럭(392)를 통해 만충전정보를 2차측충전코어(32)에서 발생되도록 구비되는 것이다.

따라서 충전조절단계(S05)에서 멀티무접점충전장치(10)의 주제어부(210)에서는 무선기기(30)의 단계별 충전 정도에 대한 상태 정보를 요청하게 되고, 이에 대하여 무선기기(30)의 기기컨트롤러(390)에서는 배터리셀(35)의 충전상태 정보데이터를 부하변조 방식을 통하여 멀티무접점충전장치(10)에 전송하도록 구성되는 것이 다.

이와 같이 무선기기(30)로부터 전송되는 충전정보는 수신신호처리모듈(24)을 통하여 수신신호처리블럭(214)과 연결되는 주제어부(210)에 전송되는 것이다. 이러한 수신신호처리모듈(24)은 개별 충전블럭(14)에서 부하변조에 의하여 검출되는 신호를 입력받는 복수 개의 수신신호입력부(243), 각 충전블럭(14)의 부하변조에 따른 검출신호를 변환하는 수신신호처리부(242), 그리고 수신신호처리모듈(24)의 작동을 제어하는 수신신호제어부(241) 등이 포함되어 구성될 수 있다.

따라서 부하변조에 의하여 수신되는 무선기기(30)의 전송정보는 수신신호처리모듈(24)에서 개별 충전블럭(14)에 따라 신호가 변환된 후, 수신신호처리블럭(214)를 통하여 주제어부(210)로 전송되는 것이다.

이러한 수신신호처리모듈(24)에서는 일반적으로 다수의 증폭기, LPF, OR회로 등이 내재되어 구성될 수 있는 것이다. 특히 이와 같은 수신신호처리모듈(24)의 수신신호처리부(242) 및 수신신회회선(244) 등의 구성은, 앞서 설명한 멀티게이트드라이버모듈(23)에 대한 실시예에서 처럼, 복수의 부재로 구성될 수 있으며 또한 단일의 부재로 구성될 수도 있는 것이다.

즉 각 충전블럭(14) 별로 부하변조에 따른 신호가 전송되면, 복수 개로 구성되는 실시예의 수신신호처리부(242)에서는 각 신호를 개별 처리한 후, 수신신호회선(244)의 개별 회선을 통하여 주제어부(210)로 신호를 전송하게 된다. 따라서 개별 분리되는 신호처리 및 회선에 의하여 해당 충전블럭(14)에서 발생되는 신호를 정확하게 주제어부(210)로 전송되어 처리되기 때문에 안정적으로 시스템을 운영할 수 있는 것이다. 또한 앞선 멀티게이트드라이버모듈(23)에서와 같이 소형의 기기에 적합하게 적용될 수 있는 것이다.

나아가 수신신호처리부(242) 및 수신신호회선(244)이 단일로 구성되는 실시예에서는 수신신호제어부(241)의 제어에 의하여, 부하변조에 따른 수신된 신호가 어느 충전블럭(14)에 대한 수신신호인지를 판별하게 되고, 이에 따라 신호처리된 수신신호는 수신신호처리블럭(214)을 통하여 전송시, 해당 충전블럭(14)에 대한 코드신호를 함께 전송하게 되는 것으로, 주제어부(210)에서는 개별 충전블럭(14)에 대한 수신신호별로 신호를 입력받아 처리하게 되는 것이다.

따라서 이와 같은 단일 부재의 구성은 전체 부재의 구성을 단순화하여 적용되도록 하는 장점이 있다.

그리하여 멀티무접점충전장치(10)는 해당 충전블럭(14)에서 충전작동하고 있는 무선기기(30)로 충전정도에 대한 데이터 정보를 해당 충전블럭(14)에 따른 멀티게이트드라이버모듈(23) 및 1차측충전코어(13)를 통하여 요청하게 되고, 이에 대하여 해당 무선기기(30)에서는 충전회로부블럭(36) 및 보호회로부블럭(37) 등을 통하여 수신된 배터리셀(35)의 충전정도에 대한 데이터 정보를 전송하게 되는 것이다.

그리고 이러한 정보는 개별 충전블럭(14)의 1차측충전코어(13) 및 수신신호처리모듈(24)을 통하여 주제어부(210)로 전송되는 것이다.

그리하여 해당 무선기기(30)의 충전정도에 대한 데이터에 따라, 중앙제어부(21)의 주제어부(210)에서는 신호출력블럭(212)를 통하여 엘씨디패널(153)에는 문자 또는 도형을 통하여 충전정도 또는 상태정보를 표시하고, 충전작동 중임을 충 전상태엘이디(154)에서 표시되도록 제어하게 된다. 이에 엘씨디패널(153)에서는 해당 충전블럭(14)의 번호와 함께 충전상태를 표시하게 된다. 또한 개별 충전블럭(14) 별로 충전상태엘이디(154)가 점등됨을 구별하여 표시되도록 하되, 충전상태엘이디(154)의 램프점등의 일예를 보면, 꺼져있으면 충전작동이 정지 상태이고, 점멸 점등되면 충전진행중이며, 만충전시에는 녹색등, 그리고 이물질 에러 등 에러시에는 적색등으로 점등되도록 구성될 수도 있는 등, 다양한 점등 방법에 따라 작동될 수 있는 것이다.

이러한 일련의 충전과정 중 무선기기(30)가 무접점충전테이블(12)의 해당 충전블럭(14)으로부터 이동되는 경우에는 멀티무접점충전장치(10)의 해당 충전블럭(14)에서 발신되는 전력신호를 변화시켜 무선기기(30)에서의 충전효율을 극대화 되도록 구성될 수 있다.

6) 이후 무선기기(30)로부터 만충전정보를 수신하면 해당 충전블럭(14)에 해당하는 엘씨디패널(153) 또는 충전상태엘이디(154)에 만충전상태를 표시하고 충전작동을 정지하는 만충전상태단계(S06)를 수행하여, 해당 충전블럭(14)에 대한 충전작동을 정지하게 된다.

이와 같이 정지된 충전블럭(14)에 대해서는 사용자가 만충전된 무선기기(30)를 제거한 후, 다시 작동개시 신호를 입력할 때까지 대기상태로 있도록 함이 바람직하다.

또한 이물질감지단계에서 이물질을 감지하는 이물질에러상태, 또는 ID 에러상태로 되는 경우에는, 에러상태를 표시한 후 해당 충전블럭(14)에 대한 작동을 정 지하여 멀티무접점충전장치(10), 무선기기(30) 또는 기타 다른 금속물질 및 전자기기에 대한 안전성을 확보하도록 하게 된다. 따라서 이처럼 에러발생으로 해당 충전블럭(14)의 작동이 정지된 경우에도 사용자에 의하여 재 작동의 신호를 입력하게 되는 때까지 대기상태로 있도록 함이 바람직하다.

물론 에러상태 또는 만충전상태에 대해서, 주기적으로 펄스신호를 발신하여 이로 인한 부하변조에 따른 신호에 의하여, 만충전된 무선기기(30)가 제거되거나, 이물질이 제거되는 등에 의하여 에러가 해소됨을 감지한 경우에는, 정상적인 스탠바이모드단계로 전환되도록 구비될 수도 있는 것이다.

그리고 전원공급부(25)로 공급되는 전원으로는, 컴퓨터의 USB포트의 전원, AC adapter, Cigar Jack 등으로부터 입력되는 전원이 공급될 수 있다.

또한 충전 과정 중 해당 충전블럭(14) 또는 멀티무접점충전장치(10)의 온도를 검출하는 온도검출부(26)를 구비하여, 온도검출부(26)에서 검출되는 온도에 따라 과열되는 경우에는 해당 충전블럭(14)의 작동을 정지할 수 있고, 멀티무접점충전장치(10) 전체적으로 과열되는 경우에는 전체 시스템의 작동을 일시 정지하도록 구성될 수도 있다.

나아가 전원공급부(25), 멀티게이트드라이버모듈(23), 개별 풀브릿지공진형컨버터(22) 또는 수신신호처리모듈(24) 등에는 각각 전류의 흐름을 감시하도록 하는 전류센싱부재가 함께 구비될 수 있으며, 이러한 전류센싱부재에 의하여 해당 부재들의 과전류, 과전압 상태로 되면 해당 부재와 관련된 충전블럭(14)의 작동을 정 지하거나 시스템의 작동을 정지하도록 하고, 이에 대한 신호를 발신하도록 구성될 수 있다.

다음으로 충전조절단계(S05)에서 전력제어 과정을 살펴보면 다음과 같다.

즉 멀티무접점충전장치(10)의 1차측충전코어(13)에 의하여 전송되는 전력신호는 무선기기(30)의 2차측충전코어(32)를 통하여 전송되고, 이러한 전력신호의 입력전압 세기에 대한 정보를 기기컨트롤러(390)에서 수신받게 된다. 이에 수신되는 전력신호의 전압(일예로 5V 정도)이 안정적인 전압으로 전송됨을 감지하면 이를 일정하게 유지하도록 구성함이 바람직하다. 이에 수신되는 전력신호의 전압이 낮은 전압으로 수신되거나 또는 너무 높은 전압으로 수신될 경우에는, 전압조정에 대한 정보를 부하변조 방식으로 멀티무접점충전장치(10)로 전송하여 일정전압으로 수신되도록 구비될 수 있다. 그리하여 일정한 전압으로 조정이 되면, 무선기기(30)의 충전회로부블럭(36)의 충전 IC의 동작을 액티브 상태로 만들어 전력을 배터리셀(35)에 충전하도록 기기컨트롤러(390)에서 제어하게 된다.

이처럼 멀티무접점충전장치(10)로부터 전송되는 전력으로 무선기기(30)의 배터리셀(35)에 충전되도록 진행하게 되면, 배터리셀(35)의 충전 진행 중에 배터리셀(35)의 안정 등을 보호회로부블럭(37)에 의하여 판별되도록 하여 안정된 충전이 진행되도록 구비되는 것이다.

이러한 멀티무접점충전장치(10) 및 무선기기(30)로 하는 멀티무접점충전시스템(A)의 충전작동 중에, 멀티무접점충전장치(10)의 해당 충전블럭(14) 위에 놓인 무선기기(30)가 이동되면, 1차측충전코어(13)와 2차측충전코어(32)의 위치가 변동되어 무선기기(30)에서 수신되는 전력신호의 수신율이 저하되게 된다. 그리하여 도 7 및 도 8과 같이 중심으로부터 수평 또는 수직방향으로 멀어질 수록 1차측충전코어(13)와 2차측충전코어(32)가 비효율적으로 위치되어 유도기전력이 무선기기(30)에서 잘 발생되지 않는 것이다.

따라서 본 발명의 멀티무접점충전시스템(A)에서는 해당 충전블럭(14) 위에 놓인 무선기기(30)로 수신되는 전력신호의 전압이 기준치보다 낮게 되면, 이를 보강하여 전송되도록 멀티무접점충전장치(10)에 보상에 대한 요청신호를 전송하게 된다.

예로 기준 전압을 수신되는 전력신호의 전압을 5V로 하고, 기준 편차값을 0.5V로 하여 가정할 경우를 보면, 무선기기(30)의 이동으로 4.5V보다 낮은 전압으로 수신되면, 0.5V 정도 승압되어 전송되도록 무선기기제어모듈(39)의 기기컨트롤러(390)에서 제어하며, 이에 신호처리블럭(392)를 거쳐 2차측충전코어(32)에서 승압요청신호가 발신되도록 한다.

이에 멀티무접점충전장치(10)에서는 0.5V 승압 요청신호에 대한 증강된 전력신호를 발신하게 된다. 즉 멀티무접점충전장치(10)에서의 출력되는 발신전력을 증강하는 방식의 예로, 발진 주파수를 변화되도록 제어할 수 있다.

이와 같이 멀티무접점충전장치(10)에서 발신되는 전력신호가 무선기기(30)의 위치 변화에 따라 조절되도록 구비되는 것으로, 이러한 위치 변화에 따른 충전효율이 도 7 내지 도 12에 도시되어 있다.

즉 도 7 내지 도 10은 무선기기의 2차측 기준 전력을 2.5W 정도에서의 경우로, 무선기기(30)가 멀티무접점충전장치(10)의 해당 충전블럭(14) 위에서 수평방향 및 상하 수직 방향으로 각각 -7 mm ~ 7 mm 사이로 이동시키면서 측정되는 멀티무접점충전장치에서의 1차측 전력(W) 및 무선기기에서의 2차측 전력(W) 및 그에 따른 효율(%) 등을 나타낸 것이다. 여기서 효율(%)은 멀티무접점충전장치의 1차측 입력 전력에 대해 무선기기의 2차측으로 인가되어지는 출력측 전력에 대한 효율((2차측 전력 / 1차측 전력) * 100)로 나타낸 것이다.

그리고 본 발명에 따른 발신 전력보상이 0.5W 단계로 하여 보이고 있으며, 이에 대하여 도 7 및 도 8에서는 무선기기 측의 2차측 전력이 2 ~ 2.5 W 사이의 그래프를 보이는 것으로, 멀티무접점충전장치(10)와 무선기기(30)의 수평거리 및 수직거리의 변화에 대해 멀티무접점충전장치(10)에서의 주파수 변화따른 전력신호의 보상없이 충전된 경우의 충전효율을 보인 것이다. 즉 멀티무접점충전장치(10)에 대해 무선기기(30)가 수평방향 또는 수직방향으로 이동할 경우에는 무선기기(30)의 2차측 전력이 중심에서 멀어져 위치될 수록 떨어져서 효율이 낮아지는 것을 볼 수 있다.

그러나 이와 비교되는 도 9(수평방향이동에 따른 그래프) 및 도 10(상하 수직방향이동에 따른 그래프)에서와 같은 본 발명에 따른 멀티무접점충전시스템(A)에서는, 멀티무접점배터리팩(10)의 충전블럭(14) 상부면에서 무선기기(30)가 수평방향 및 수직방향으로 각각 이동됨에 따라, 무선기기에서의 수신전력 전압변화의 정보가 전송됨에, 멀티무접점충전장치(10)에서 주파수를 변화를 통하여 전력을 제어 하여 그 효율을 보인 것으로, 안정적으로 전력전송이 이뤄짐을 보이며, 이에 의하여 전력전송 효율도 양호한 상태임을 알 수 있다.

그리고 도 11은 수평방향 이동에 대한 효율 그래프이고, 도 12는 상하방향으로의 이동에 대한 효율 그래프로, 주파수 변화에 따른 전력 전송의 보상작동을 하지 않는 경우(하측의 곡선그래프, FIXED POWER) 보다, 주파수를 변화에 따른 전력 전송의 보상작동을 하는 경우(상측의 사각점 그래프, POWER CONTROL)의 효율이 양호함을 알 수 있다.

따라서 멀티무접점충전장치(10) 및 무선기기(30)으로 되는 멀티무접점충전시스템(A)의 무접점 전력전송에 의하여 전원을 공급이 안정된 상태로 무접점 전송이 이뤄지는 것으로, 멀티무접점충전시스템(A)의 멀티무접점충전장치(10) 및 무선기기(30)를 안정된 시스템으로 이용할 수 있게 된다.

특히 이와 같은 무접점 전력전송이 진행되는 충전조절단계(S05)에서의 전력 보상에 의한 충전방식은, 본 발명에서와 같이 멀티무접점충전장치(10)에 복수 개의 충전블럭(14)이 구비되는 구성에서는 더욱 양호한 충전 방식으로 이용될 수 있다.

즉 도 1에서와 같이 무접점충전테이블(12)의 상부로 복수 개의 충전블럭(14)이 구성되는 상태에서, 다양한 종류로 될 수 있는 무선기기(30)가 위치되어 충전작동을 하게 된다.

이에 무선기기(30)로는 휴대폰, PDA, PMP, DMB단말기, MP3 또는 노트북과 같은 휴대용 무선기기들이 이용될 수 있는 것으로, 일측의 충전블럭(14)에 한 가지의 무선기기가 놓여진 상태에서 무접점으로 충전작동되던 중에, 다른 측의 충전블럭에 다른 무선기기가 놓여져 충전이 새로이 진행될 수 있는 것이다.

이에 사용자가 이미 충전작동되던 무선기기를 건드리거나, 또는 멀티무접점충전장치(10)가 흔들리는 경우에는, 해당 충전블럭(14)의 1차측충전코어와 충전중이던 무선기기의 2차측충전코어의 위치가 변화될 우려가 있는 것이다. 이에 상기에서와 같은 충전전력보상에 의하여 충전중이던 무선기기로 안정된 전압으로 충전되도록 구비되기 때문에, 해당 기기가 만충전되는 과정 중에 커다란 문제없이 충전작동이 계속될 수 있는 것이다.

또한 본발명의 멀티무접점충전시스템(A)은 각각의 개별 충전블럭(14)에 무선기기가 놓여져 충전되는 것으로, 작은 크기의 휴대폰이 이용될 수 있으나, 무접점 충전이 가능한 커다란 크기의 무선기기가 놓여져 충전될 수도 있다.

이에 해당 무선기기의 2차측충전코어는 하나의 충전블럭의 1차측충전코어와 대응되어 충전작동이 이뤄질 수 있으나, 무선기기가 크기 때문에 2차측충전코어가 형성되지 않은 무선기기의 다른 부분은, 다른 충전블럭 위에 놓이게 된다. 이때 다른 충전블럭은 통해서 이물질에러 상태로 전환되어 전력전송이 정지되도록 하여, 무선기기의 다른 부분이 손상됨을 방지할 수 있는 장점이 있다.

또한 무선기기의 금속줄과 같은 부분으로도 무접점충전작동이 될 수 없기 때문에 이러한 부분이 위치되는 충전블럭들도 이물질에러 상태로 전환되어 전력전송이 정지되게 된다. 따라서 커다란 크기의 무선기기에 대하여 2차측충전코어가 위치되는 충전블럭에서만 무접점 충전작동을 하게 되어, 무선기기 및 멀티무접점충전장치가 안정적으로 전력전송에 따른 충전작동이 이뤄지는 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 멀티무접점충전시스템의 멀티무접점충전장치에 대한 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 멀티무접점충전시스템의 멀티무접점충전장치에 대한 제어블럭도.

도 3은 본 발명에 따른 멀티무접점충전시스템의 무선기기에 대한 블럭도.

도 4는 본 발명에 따른 멀티무접점충전시스템의 멀티무접점충전장치에 대한 제어흐름도.

도 5는 본 발명에 따른 멀티무접점충전시스템의 무선기기에 대한 제어흐름도.

도 6은 본 발명에 따른 멀티무접점충전시스템의 제어방법에 대한 제어블럭도.

도 7 내지 도 12는 본 발명에 따른 멀티무접점충전시스템에 있어서 전력제어에 따른 효율에 대한 그래프.

도 13은 본 발명에 따른 멀티무접점충전시스템의 실시상태도.

도 14는 본 발명에 따른 멀티무접점충전시스템의 작동에 대한 기본 설명도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

A : 멀티무접점충전시스템

10 : 멀티무접점충전장치 11 : 무접점충전케이스

12 : 무접점충전테이블 13 : 1차측충전코어

21 : 중앙제어부 23 : 멀티게이트드라이버모듈

24 : 수신신호처리모듈 30 : 무선기기

Claims

무접점으로 전력신호가 무선기기(30)로 발신되도록 구비되는 멀티무접점충전장치(10)가 포함되어 이루어지는 멀티무접점충전시스템(A)에 있어서,

상기 멀티무접점충전장치(10)는, 개별제어가 가능하도록 구성된 1차측충전코어(13)가 구비되는 복수 개의 충전블럭(14)을 포함하며,

상기 멀티무접점충전장치(10)가,

고유 ID값을 호출하는 호출신호가 포함된 전력신호를 발신하고, 이에 대한 응답신호가 수신되면 정상신호여부를 판별한 후, 정상신호인 경우 고유 ID를 판별하며, 고유 ID가 판별되면 해당 충전블럭(14)의 1차측충전코어(13)에서 풀파워전송전력이 발신되도록 한 후, 해당 무선기기(30)로 충전상태정보를 요청하고 회신된 무선기기(30)의 충전정보에 포함된 수신전력신호의 크기에 대응하여 전송전력신호의 크기를 조절하는 것을 특징으로 하는 멀티무접점충전시스템.
제 1항에 있어서,

상기 무접점충전장치(10)는 상기 무선기기(30)로 무접점으로 전력신호를 전송하기 위한 풀브릿지공진형컨버터(22) 및 중앙제어부(21)가 내재되는 무접점충전케이스(11)가 외체를 이루며,

상기 무접점충전케이스(11)는 상면에 무접점충전테이블(12)이 구비되어지되,

상기 무접점충전테이블(12)은 1차측충전코어(13)가 구비되는 복수 개의 충전블럭(14)이 형성되고,

상기 풀브릿지공진형컨버터(22)는 복수 개의 상기 충전블럭(14)에 각각 대응되어 연결되어 복수 개로 구비되며,

상기 중앙제어부(21)의 제어에 의하여 복수 개의 상기 풀브릿지공진형컨버터(22)에 개별적으로 각각 변환된 전력신호가 전송되도록 하는 멀티게이트드라이버모듈(23)이 구비되고,

복수 개의 상기 충전블럭(14)과 연결되어 상기 무선기기(30)로부터 전송되는 신호를 처리하여 상기 중앙제어부(21)로 전송하는 수신신호처리모듈(24)이 구비되며,

상기 무접점충전케이스(11)는 전면에 전원 온/오프스위치(151), 신호입력을 위한 입력패널(152)이 구비되고, 상기 무접점충전테이블(12) 및 복수의 상기 충전블럭(14) 및 상기 무선기기(30)의 충전상태를 표시하는 엘씨디패널(153) 및 충전상태엘이디(154)가 구비되며, 전원공급부(25)가 내재되어 구비되는 것을 특징으로 하는 멀티무접점충전시스템.
제 2항에 있어서,

상기 중앙제어부(21)는,

상기 전원공급부(25)와 연결되어 멀티무접점충전장치(10)의 전원을 공급하는 전원공급블럭(211);

상기 엘씨디패널(153) 및 상기 충전상태엘이디(154)로 표시신호를 출력하는 신호출력블럭(212);

상기 멀티게이트드라이버모듈(23)과 연결되어 상기 1차측충전코어(13)에서 발신되는 전력신호를 전송하는 게이트출력신호처리블럭(213);

상기 1차측충전코어(13)의 일측과 연결되어 상기 무선기기(30)로부터 전송되는 신호를 처리하는 수신신호처리모듈(24)로부터 전송되는 신호를 처리하는 수신신호처리블럭(214); 및

상기 전원공급블럭(211), 상기 신호출력블럭(212), 상기 게이트출력신호처리블럭(213), 상기 수신신호처리블럭(214)을 제어하는 주제어부(210)가 포함되어 구비되는 것을 특징으로 하는 멀티무접점충전시스템.
제 2항에 있어서,

상기 무선기기(30)는,

상기 멀티무접점충전장치(10)의 1차측충전코어(13)와 대응되어 자기장으로부터 유도전류가 발신되도록 하는 2차측충전코어(32);

상기 2차측충전코어(32)와 연결되어 유도전류를 정류하는 정류부블럭(33);

상기 정류부블럭(33)과 연결되어 전류를 필터링하는 필터부블럭(34);

상기 필터부블럭(34)과 연결되어 배터리셀(35)로 전원이 충전되도록 하는 충전회로블럭(36);

상기 충전회로블럭(36)과 상기 배터리셀(35) 사이에 구비되어 상기 배터리셀(35)에 충전되는 전류를 검출하여 상기 배터리셀(35)의 충전상태 정보를 무선기기제어부(39)로 전송하는 보호회로블럭(37);

상기 무선기기제어부(39)에 전원을 공급하도록 구비되는 정전압레귤레이터블럭(38); 및

상기 정류부블럭(33), 상기 필터부블럭(34), 상기 충전회로블럭(36), 상기 보호회로블럭(37), 상기 정전압레귤레이터블럭(38)을 제어하는 무선기기제어부(39)가 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 멀티무접점충전시스템.
무접점으로 전력신호를 송출하는 1차측충전코어(13)를 구비한 멀티무접점충전장치(11)와, 상기 1차측충전코어(13)로부터 무선전력을 공급받는 무선기기(30)를 포함하여 구성된 멀티무접점충전시스템(A)의 제어방법에 있어서,

1) 상기 멀티무접점충전시스템(A)의 멀티무접점충전장치(10)에서 주기별로 전력신호가 1차측충전코어(13)를 통하여 발신되도록 하되, 상기 전력신호에는 무선기기(30)의 고유 ID값을 호출하는 호출신호가 포함되도록 하여, 이에 대한 응답신호의 수신을 대기하는 스탠바이모드 단계(S01);

2) 복수 개의 충전블럭(14) 중 어느 한 곳의 1차측충전코어(13)를 통한 부하변조에 따라 감지된 감지신호를 분별하여 물체를 판별하고, 정상신호인가를 판별하는 물체감지단계(S02);

3) 감지된 수신신호를 분석하여 수신된 무선기기(30)의 고유 ID신호가 수신되었는 가를 판별하는 고유 ID판별단계(S03);

4) 무선기기(30)로부터 전송된 고유 ID로 판별되는 경우에는 멀티게이트드라이버모듈(23)을 통하여 해당 충전블럭(14)의 1차측충전코어(13)에서 풀파워전송전력이 발신되도록 하는 풀파워전력전송단계(S04);

5) 무선기기(30)로 충전상태정보를 요청하고 회신된 무선기기(30)의 충전정보에 포함된 수신전력신호의 크기에 대응하여 전송전력신호의 크기를 조절하는 충전조절단계(S05); 및

6) 무선기기(30)로부터 만충전정보를 수신하면 해당 충전블럭(14)에 해당하는 엘씨디패널(153) 또는 충전상태엘이디(154)에 만충전상태를 표시하고 충전작동을 정지하는 만충전상태단계(S06)를 포함하여 이루어진 멀티무접점충전시스템의 제어방법.
제 5항에 있어서,

상기 물체감지단계(S02)는,

복수 개의 충전블럭(14) 중 물체에 의해 발생된 부하변조에 따른 감지신호에 대하여, 해당 1차측충전코어(13) 및 수신신호처리모듈(24)을 통하여 감지된 감지신호가 정상신호가 아닌 경우, 이물질감지모드로 전환하고, 감지된 이물질이 금속 또는 전자기기일 경우에는 엘씨디패널(153) 또는 충전상태엘이디(154)에 이물질에러표시를 하며, 해당 충전블럭(14)에 대한 충전작동을 정지하는 이물질감지단계(S021)가 포함되어 구비되는 것을 특징으로 하는 멀티무접점충전시스템의 제어방법.
제 5항에 있어서,

상기 충전조절단계(S05)는,

상기 무선기기(30) 측으로 충전량에 대한 데이터 정보를 요청하는 충전량정보 요청단계;

상기 무선기기(30)에서 전송되어지는 충전량정보 데이터 및 전력신호 전압데 이터를 수신하는 충전량정보 수신단계;

상기 무선기기(30)로부터 전송된 전력신호 전압데이터를 판별하는 단계;

상기 무선기기(30)로부터 전송된 전력신호 전압데이터에 대하여 전송전력보상하기 위하여 보상되는 전력신호의 주파수를 연산하는 주파수 산출단계;

보상된 전력신호로 상기 무선기기(30) 측으로 전력전송하기 위하여 보상된 주파수로 전력신호를 전송하는 보상전력신호 전송단계가 포함되어 구비되는 것을 특징으로 하는 멀티무접점충전시스템의 제어방법.