KR101181818B1

KR101181818B1 - 전자파적합성을 개선하기 위한 무선충전 시스템

Info

Publication number: KR101181818B1
Application number: KR1020110056452A
Authority: KR
Inventors: 차주헌
Original assignee: 유노시스템 주식회사
Priority date: 2011-06-10
Filing date: 2011-06-10
Publication date: 2012-09-11

Abstract

본 발명의 EMC를 개선하기 위한 무선 충전 시스템은 송신부와 수신부에 다수의 EMC 필터를 사용하여 일정 주파수 대역을 필터링하고 라인 필터를 사용하여 전원 소스에 포함된 잡음을 제거하여 전자파 발생을 줄이고 또한 타 전자기기 매체로부터 유도되는 전자파 역시 필터링하여 수신함으로써 전자파에 의한 유도 장애를 줄이기 위한 것에 관한 것이다.

Description

전자파적합성을 개선하기 위한 무선충전 시스템{Wireless Charger System to improve EMC}

본 발명은 무접점으로 충전하는 경우에 코일에서 발생하는 전자파에 의하여 통신 장애 등을 일으키는 것을 경감하며, 또한 타 전자기기로부터 발생하는 전자파로부터 자신을 차폐할 수 있는 것에 관한 것이다. 일반적으로 EMC(Electromagnetic Compatibility)는 전자파의 양립성에 관한 것이다. 전자파 양립성이란 전자 기기에서 자신의 전자파 발생을 효과적으로 줄이고, 또한 타 전자기기로부터 발생하는 전자파로부터 차폐도 용이하게 할 수 있는 것을 의미한다. 우리가 일반 가정 및 사무실에서 사용하는 전자기기의 EMC 규격은 Class B(30M ~ 1GHz, 30 ~ 37 dB) 이다. 따라서 가정이나 사무실에서 사용하는 전자기기의 경우 상기 30M ~1G Hz범위의 주파수에 대한 소음이 30 ~ 37dB 이하이어야 하는 것이다. 따라서 본 발명은 하나의 스테이션에서 다른 스테이션으로 전력을 전송하는 경우 즉 무선으로 충전하는 경우에 발생하는 전자파에 의한 통신 장애 등을 방지하는 것에 관한 것이다.

상기와 같이 무선 충전에 있어서 EMC를 개선하는 것에 관한 종래의 기술은 등록 특허 제10-0603986호에 개시되어 있다. 도 1은 종래 무선 충전에 있어서 전자파의 유도 장애를 방지하는 것에 관한 것으로, 상기도 1에서 종래의 무선 충전 시스템에서 전자파 방해를 방지하기 위한 시스템은 무접점 충전기로부터 충전 리시버 모듈(110)을 경유하여 전달된 유도 기전력이 직류로 변환되고, 변환된 직류가 충전용 보호회로 모듈(120)에 의하여 배터리에 충전되어지도록 구성하고, 충,방전상태인 배터리(BAT)의 데이터가 알에프아이디 태그(130)를 통해 무선신호로 송수신되어 접점 충전기 및 충전용 보호회로 모듈(120)이 제어되도록 구성하되, 상기 충전 리시버 모듈(110)과 배터리(BAT) 사이에 차폐부재(200)가 개재되어지도록 구성됨을 특징으로 한 것으로 상기 차폐부재는 박막형태를 갖는 Mn48～52중량%와 Zn49～51중량%을 갖는 박막형태로 그 상 하부에는 양면테이프(210)(220)가 부착되어지도록 구성됨을 특징으로 하는 것이다.

도 2는 종래 무선 충전 시스템의 송신부 구성도이다. 상기도 2에서 종래의 무선 충전 시스템은 어댑터(10)와 같은 전원 출력 수단으로부터 전원을 출력하며 상기 어댑터(10) 출력을 입력받은 파워회로(20)에서 15v 또는 24v로 출력하는 것이다. 또한 , 상기와 같은 파워회로(20) 출력은 DC 전압이므로 주파수 발생기(30)에서 구형파 회로를 생성하고 상기 구형파 회로는 다시 드라이버(40)에서 후단의 인버터(50) 및 1차 측 코일(60)의 출력 전압에 맞추어 전압을 조정하는 것이다. 상기와 같이 드라이버(40)에서 조정된 출력 전압은 인버터(50)에 의하여 구형파가 완벽한 AC 전압으로 변환하며, 상기와 같은 AC 전압은 1차 측 코일(60)을 통하여 방사되는 것이다. 상기와 같이 구성된 종래의 무선 충전 시스템의 송신부는 어댑터의 DC 출력을 AC로 변환하여 코일을 통하여 방사하도록 구성된 것이다.

도 3은 종래 무선 충전 시스템의 수신부 구성도이다. 상기도 3에서 종래 무선 충전 시스템의 수신부는 2차 측 코일(11)이 구성되고 상기 2차 측 코일(11)은 1차 측 코일(60)에서 출력된 출력이 유도되며, 상기 2차 측 코일(11)에 유도된 출력은 파워 컨버터(21)에 의하여 AC 전력이 DC 전력으로 변환되는 것이다. 상기와 같이 DC 전력으로 변환된 전력은 다시 레귤레이터(31)에 의하여 단말에서 사용하는 기기가 요구하는 출력 전압으로 일정하게 조정되는 것이다. 상기와 같이 레귤레이터(31)에 의하여 단말 기기에 맞추어 조정된 전압을 갖는 전력은 핸드폰(51) 또는 청소 로봇과 같은 단말 사용 기기의 충전기(41)에 충전되는 것이다. 상기와 같이 구성된 무선 충전 시스템의 수신부는 송신부의 1차 측 코일에서 유도된 전력을 다시 DC로 변환하고 핸드폰과 같은 단말 사용 기기의 충전기에 충전되도록 작용하는 것이다.

상기와 같은 종래의 차폐 부재에 의한 전자파 장애 방지 대책은 전자파 유도 장애 방지에 한계가 있는 것이다. 특히 전자기기 자신의 전자파 발생을 줄일 수 없는 문제점이 있으며, 또한 방향과 위치에 따른 차폐효과가 상이한 문제점이 있는 것이다.

상기와 같은 종래 전자파 유도 장애를 방지하기 위한 본 발명의 EMC를 개선하기 위한 무선 충전 시스템은 송신부와 수신부에 다수의 필터를 사용하여 노이즈 및 일전 주파수의 전자파를 필터링함으로써 전자파 발생을 줄이고 또한 타 전자기기 매체로부터 유도되는 전자파 역시 필터링하여 수신함으로써 전자파에 의한 유도 장애를 줄이기 위한 것에 관한 것이다.

상기와 같은 본 발명의 EMC를 개선하기 위한 무선 충전 시스템은 전자기기 자신의 전자파 발생을 줄이는 효과가 있으며 또한 타 전자기기 매체로부터 발생하는 전자파도 필터링하여 수신함으로써 EMC를 개선할 수 있는 효과가 있는 것이다.

도 1은 종래 차폐 부재에 의한 무선 충전 시 전자파 유도 장애 방지 장치의 구성도,
도 2는 종래의 무선 충전 시스템 송신부 구성도,
도 3은 종래의 무선 충전 시스템 수신부 구성도,
도 4는 본 발명의 EMC가 개선된 무선 충전 시스템 송신부 구성도,
도 5는 본 발명의 EMC가 개선된 무선 충전 시스템 수신부 구성도이다.

상기와 같은 목적을 가진 본 발명을 도 4 내지 도 5를 참고하여 설명하면 다음과 같다. 상기도 4에서 본 발명의 EMC가 개선된 무선 충전 시스템은 전력을 무선으로 전송하는 송신부와 상기 송신부로부터 송신된 전력을 수신하여 핸드폰, 청소기와 같은 단말 사용 기기에 충전하는 수신부로 구성된 것이다.

도 4는 본 발명에 적용되는 무선 충전 시스템의 송신부 구성도이다. 상기도 4에서 본 발명에 적용되는 무선 충전 시스템의 송신부는 어댑터(10), USB(16), 또는 컴퓨터(17)와 같은 전원 소스와, 상기 전원 소스에서 출력된 전력의 전압을 DC 15v ~ 24v으로 출력하는 파워 회로(25)와, 상기 파워 회로(25)의 잡음을 제거하는 라인 필터(Line Filter, 70)와, 라인 필터(70)에서 잡음이 제거된 파워회로 출력을 구형파 회로로 변환하는 주파수 발생기(35)와, 상기 주파수 발생기(35)의 출력에서 가정용 EMC 기준인 Class B(30M ~ 1G)의 주파수를 필터링하는 제1EMC 필터(71)와, 상기 제1EMC 필터(71)에 의하여 필터링된 주파수 발생기 출력을 수신하고 인버터(55) 및 1차 측 코일(65)의 전압에 맞추어 전압을 조정하는 드라이버(45)와, 상기 드라이버(45) 출력을 다시 제2EMC 필터(72)에 의하여 다시 30M ~1G의 주파수를 필터링하고, 상기 제2EMC 필터(72)에 의하여 필터링된 출력은 인버터(55)로 입력되며, 상기 인버터(55)는 DC 전압을 AC 전압으로 변환하는 것이다. 상기와 같이 인버터(55)에 의하여 AC 전압으로 변환된 출력은 다시 제3EMC 필터(73)에 의하여 30M ~1G의 주파수를 필터링하고 1차 측 코일(65)을 통하여 방사되는 것이다. 상기와 같이 구성된 본 발명의 무선 충전 시스템 송신부는 라인 필터와 EMC 필터에 의하여 잡음과 30M ~ 1G의 주파수 파형을 제거함으로써 EMC를 개선할 수 있는 것이다.

도 5는 본 발명에 적용되는 무선 충전 시스템의 수신부 구성도이다. 상기도 5에서 본 발명의 무선 충전 시스템 수신부는 상기 송신부 1차 측 코일(65)에서 방사된 전력을 수신하는 2차 측 코일(80)과, 상기 2차 측 코일(80)의 AC 출력에서 잡음을 제거하는 라인 필터(74)와, 상기 필터링된 AC 출력을 수신하여 DC전압으로 변환하는 파워 컨버터(81)와, 상기 파워 컨버터(81)의 출력을 다시 필터링하는 제4EMC필터(75)와, 상기 제4EMC 필터(75)에 의하여 필터링된 파워 컨버터 출력을 단말 사용 기기의 출력 전압에 맞추어 조정하는 레귤레이터(83)와, 상기 레귤레이터(83)의 출력을 다시 필터링하는 제5EMC 필터(76)와, 상기 제5EMC 필터(76)에서 필터링된 출력을 충전하는 핸드폰(51), 로봇 청소기(86)의 충전기(84)로 구성되는 것이다. 상기와 같이 구성된 본 발명에 적용되는 무선 충전 시스템의 수신부는 2차측 코일에 유도된 AC 전력을 DC 전력으로 변환하고 다수의 EMC 필터에 의하여 30M ~ 1G 의 주파수 파형을 제거함으로써 단말 사용 기기 자신의 전자파 발생을 줄이고 타 전자 기기의 전자파도 필터링하여 수신되므로 EMC를 획기적으로 개선할 수 있는 특징이 있는 것이다.

10 : 어댑터, 11, 80 : 2차 측 코일,
16 : USB, 17 : 컴퓨터,
20, 25 : 파워회로, 21, 81 : 파워 컨버터,
30, 35 : 주파수 발생기, 31, 83 : 레귤레이터,
40, 45 : 드라이버, 41 : 충전기,
50, 55 : 인버터, 51 : 모바일 폰,
60, 65 : 1차 측 코일, 70, 74 : 라인 필터,
71, 72, 73, 75, 76 : EMC 필터, 86 : 로봇 청소기

Claims

전원 소스의 1차 측에서 단말 사용 기기가 있는 2차 측으로 무선으로 충전하면서 EMC를 개선하는 무선 충전 시스템에 있어서,
상기 EMC를 개선하는 무선 충전 시스템은,
어댑터(10)와 같은 전원 소스와,
상기 전원 소스의 전력을 일정 전압으로 출력하는 파워 회로(25)와;
상기 파워 회로(25)의 잡음을 제거하기 위한 라인 필터(70)와;
상기 라인 필터(70)의 출력을 구형파로 변환하는 주파수 발생기(35)와;
상기 주파수 발생기의 출력을 필터링하는 제1EMC 필터(71)와;
상기 제1EMC 필터(71)의 출력을 수신하고 출력전압을 일정 전압으로 조정하는 드라이버(45)와;
상기 드라이버(45)의 출력을 수신받고 AC 전압으로 변환하는 인버터(55)와;
상기 인버터(55) 출력을 수신하여 전력을 방사하는 제1차 측 코일(65)과;
상기 1차 측 코일(65)에서 방사된 전력을 유도 받아 수신하는 2차 측 코일(80)과;
상기 2차 측 코일(80)의 출력을 수신받아 DC로 변환하는 파워 컨버터(81)와;
상기 파워 컨버터(81)의 출력을 수신하여 일정 전압으로 조정하는 레귤레이터(83)와;
상기 레귤레이터(83)의 출력을 충전하는 핸드 폰(51) 또는 로봇 청소기(86)의 충전기(84)로 구성된 것을 특징으로 하는 EMC를 개선하는 무선 충전 시스템.
제1항에 있어서,
EMC를 개선하는 무선 충전 시스템은,
상기 드라이버(45)와 인버터(55) 사이에 제2EMC 필터(72)를 더 포함 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 EMC를 개선하는 무선 충전 시스템.
제2항에 있어서,
EMC를 개선하는 무선 충전 시스템은,
상기 인버터(55)와 1차 측 코일(65) 사이에 제3EMC 필터(73)를 더 포함 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 EMC를 개선하는 무선 충전 시스템.
삭제
전원 소스의 1차 측에서 단말 사용 기기가 있는 2차 측으로 무선으로 충전하면서 EMC를 개선하는 무선 충전 시스템에 있어서,
상기 EMC를 개선하는 무선 충전 시스템은,
어댑터(10)와 같은 전원 소스와,
상기 전원 소스의 전력을 일정 전압으로 출력하는 파워 회로(25)와;
상기 파워 회로의 출력을 구형파로 변환하는 주파수 발생기(35)와;
상기 주파수 발생기의 출력을 수신하고 출력전압을 일정 전압으로 조정하는 드라이버(45)와;
상기 드라이버의 출력을 수신받고 AC 전압으로 변환하는 인버터(55)와;
상기 인버터 출력을 수신하여 전력을 방사하는 제1차 측 코일(65)과;
상기 1차 측 코일(65)에서 방사된 전력을 유도 받아 수신하는 2차 측 코일(80)과;
상기 2차 측 코일(80)의 출력에서 잡음을 제거하는 라인 필터(74)와;
상기 라인 필터(74)의 출력을 수신받아 DC로 변환하는 파워 컨버터(81)와;
상기 파워 컨버터(81)과 레귤레이터(83) 사이에 구성되는 제4EMC 필터(75)와
상기 제4EMC필터(75)의 출력을 수신하여 일정 전압으로 조정하는 레귤레이터(83)와;
상기 레귤레이터(83)의 출력을 충전하는 핸드 폰(51) 또는 로봇 청소기(86)의 충전기(84)로 구성된 것을 특징으로 하는 EMC를 개선하는 무선 충전 시스템.
제5항에 있어서,
EMC를 개선하는 무선 충전 시스템은,
상기 레귤레이터(83)와 충전기(84) 사이에 제5EMC 필터(76)를 더 포함 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 EMC를 개선하는 무선 충전 시스템.
제6항에 있어서,
EMC를 개선하는 무선 충전 시스템은,
상기 파워 회로(25)와 주파수 발생기(35) 사이에 라인 필터(70)를 더 포함 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 EMC를 개선하는 무선 충전 시스템.
제7항에 있어서,
EMC를 개선하는 무선 충전 시스템은,
상기 주파수 발생기(35)와 드라이버(45) 사이에 제1EMC 필터(71)를 더 포함 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 EMC를 개선하는 무선 충전 시스템.
제8항에 있어서,
EMC를 개선하는 무선 충전 시스템은,
상기 드라이버(45)와 인버터(55) 사이에 제2EMC 필터(72)를 더 포함 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 EMC를 개선하는 무선 충전 시스템.
제9항에 있어서,
EMC를 개선하는 무선 충전 시스템은,
상기 인버터(55)와 1차측 코일(65) 사이에 제3EMC 필터(73)를 더 포함 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 EMC를 개선하는 무선 충전 시스템.
전원 소스의 1차 측에서 단말 사용 기기가 있는 2차 측으로 무선으로 충전하면서 EMC를 개선하는 무선 충전 시스템에 있어서,
상기 EMC를 개선하기 위한 무선 충전 시스템은,
어댑터(10)와 같은 전원 소스와,
상기 전원 소스의 전력을 일정 전압으로 출력하는 파워 회로(25)와;
상기 파워 회로의 출력에서 잡음을 제거하는 라인 필터(70)와;
상기 라인 필터의 출력을 구형파로 변환하는 주파수 발생기(35)와;
상기 주파수 발생기의 출력을 필터링하는 제1EMC 필터(71)와;
상기 제1EMC 출력을 수신하고 출력전압을 일정 전압으로 조정하는 드라이버(45)와;
상기 드라이버의 출력을 다시 필터링하는 제2EMC 필터(72)와;
상기 제2EMC 필터의 출력을 수신받고 AC 전압으로 변환하는 인버터(55)와;
상기 인버터 출력을 다시 필터링하는 제3EMC 필터(73)와;
상기 제3EMC 필터의 출력을 수신하여 전력을 방사하는 제1차 측 코일(65)과;
상기 1차 측 코일(65)에서 방사된 전력을 유도 받아 수신하는 2차 측 코일(80)과;
상기 2차 측 코일(80)의 출력에서 잡음을 제거하는 라인 필터(74)와;
상기 라인 필터의 출력을 수신받아 DC로 변환하는 파워 컨버터(81)와;
상기 파워 컨버터(81)의 출력을 필터링하는 제4EMC 필터(75)와;
상기 제4EMC 필터(75)의 출력을 수신하여 일정 전압으로 조정하는 레귤레이터(83)와;
상기 레귤레이터(83)의 출력을 다시 필터링하는 제5EMC 필터(76)와;
상기 제5EMC 필터(76)의 출력을 충전하는 핸드 폰(51) 또는 로봇 청소기(86)의 충전기(84)로 구성된 것을 특징으로 하는 EMC를 개선하는 무선 충전 시스템.