KR101188808B1 - Wireless charging apparatus for mobile - Google Patents

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(주)엠에이피테크
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Abstract

본 발명은 단말기의 무선 충전장치에 관한 것으로서, 특히 충전수신기의 장착 여부를 판단하여 이에 대응하는 무선 전력 공급을 수행할 수 있는 단말기의 무선 충전장치에 관한 것이다.
본 발명의 단말기의 무선 충전장치는, 외부전원과 연결되는 발신코일이 장착된 충전발신기와; 상기 발신코일과 자기적으로 커플링되어 유도전류를 발생시켜 배터리를 충전시키는 수신코일이 장착되고, 감지용자석이 장착되어 있는 충전수신기로 이루어지되, 상기 충전발신기에는 홀센서와 제어부가 장착되고, 상기 홀센서에 의해 상기 감지용자석의 자기력이 미리 설정된 일정값 이상으로 감지되면 상기 제어부는 상기 발신코일에 외부전원의 전류를 인가하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a wireless charging apparatus of a terminal, and more particularly, to a wireless charging apparatus of a terminal capable of determining whether or not a charging receiver is installed and performing wireless power supply corresponding thereto.
Wireless charging device of the terminal of the present invention, the charging transmitter is equipped with a transmission coil connected to an external power source; The receiving coil is magnetically coupled with the transmitting coil to generate an induced current to charge the battery, and is composed of a charging receiver equipped with a sensing magnet. The charging transmitter is equipped with a hall sensor and a controller. When the magnetic force of the sensing magnet is detected by the Hall sensor to a predetermined value or more, the controller is characterized by applying a current of an external power source to the transmission coil.

Description

단말기의 무선 충전장치 { WIRELESS CHARGING APPARATUS FOR MOBILE }WIRELESS CHARGING APPARATUS FOR MOBILE}

본 발명은 단말기의 무선 충전장치에 관한 것으로서, 특히 충전수신기의 장착 여부를 판단하여 이에 대응하는 무선 전력 공급을 수행할 수 있는 단말기의 무선 충전장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless charging apparatus of a terminal, and more particularly, to a wireless charging apparatus of a terminal capable of determining whether or not a charging receiver is installed and performing wireless power supply corresponding thereto.

이동통신단말, PDA 등과 같은 휴대형 전자기기에는 재충전 가능한 2차 전지(배터리)가 장착된다. Portable electronic devices such as mobile communication terminals and PDAs are equipped with rechargeable secondary batteries (batteries).

2차 전지(배터리)를 충전하기 위해서는 가정용 상용 전원을 이용하여 휴대형 전자기기의 배터리에 전기 에너지를 제공하는 별도의 충전장치가 필요하다. In order to charge a secondary battery (battery), a separate charging device for providing electrical energy to a battery of a portable electronic device using a commercial power source for home is needed.

통상적으로, 충전장치와 배터리에는 외부에 각각 별도의 접촉 단자가 구성되어 있어서, 두 접촉 단자를 서로 접속시키는 것에 의해 충전장치와 배터리를 전기적으로 연결한다.Typically, a separate contact terminal is configured on the outside of the charging device and the battery, thereby electrically connecting the charging device and the battery by connecting the two contact terminals to each other.

그러나 이와 같이 접촉 단자가 외부에 돌출되면, 미관상 좋지 않고 접촉 단자가 외부의 이물질에 오염되어 접촉 상태가 쉽게 불량해지는 문제점이 있다.However, when the contact terminal protrudes to the outside as described above, there is a problem in that the contact state is not good and the contact terminal is contaminated with external foreign matters so that the contact state is easily poor.

또한, 사용자의 부주의로 배터리에 단락이 발생하거나 습기에 노출되면, 충전에너지가 쉽게 소실될 수 있다.In addition, when the battery is inadvertently shorted or exposed to moisture, the charging energy may be easily lost.

이러한 접촉식 충전방식의 문제점을 해결하기 위하여, 충전장치와 배터리를 비접촉 방식으로 충전하는 휴대단말기의 무선 충전장치가 제안되었다.In order to solve the problem of the contact charging method, a wireless charging device of a portable terminal for charging the charging device and the battery in a non-contact method has been proposed.

도 1은 종래기술에 따른 단말기의 무선 충전장치를 개략적으로 도시한 도면,1 is a view schematically showing a wireless charging device of a terminal according to the prior art;

도 1을 참조하면, 종래기술에 따른 단말기의 무선 충전장치는 외부 전원을 이용하여 배터리에 공급할 충전 전력을 생성시키는 충전 모체(10)와, 이 충전 모체(10)로부터 무접점으로 상기 충전 전력을 공급받고, 이를 이용하여 내부의 배터리(미도시)를 충전시키는 배터리 장치(15)로 이루어진다.Referring to FIG. 1, a wireless charging apparatus for a terminal according to the related art uses a charging matrix 10 to generate charging power to be supplied to a battery using an external power source, and the charging power is contactlessly from the charging matrix 10. The battery device 15 is supplied with a battery device 15 that charges an internal battery (not shown) using the same.

상기 충전 모체(10)는 외부 전원(예를 들어, 상용 교류전원)으로부터 전기에너지를 공급받아 상기 배터리 장치(15)에 공급할 충전 전력을 생성하는 무선전력 전송회로(12) 및 1차 코일(11)을 구비한다.The charging matrix 10 receives electric energy from an external power source (for example, commercial AC power) and generates a wireless power transmission circuit 12 and a primary coil 11 to generate charging power to be supplied to the battery device 15. ).

상기 배터리 장치(15)는 배터리가 내장된 배터리 유닛이나 배터리를 내장하고 있는 휴대형 전자기기를 나타낸다. The battery device 15 represents a battery unit having a battery or a portable electronic device having a battery therein.

일반적인 휴대형 전자기기로서는 핸드폰, 셀룰러폰, PDA, MP3 플레이어 등을 들 수 있다.Typical portable electronic devices include mobile phones, cellular phones, PDAs, and MP3 players.

상기 배터리 장치(15)는 2차코일(16)과 상기 2차코일(16)에 연결되는 충전회로(17)를 포함한다.The battery device 15 includes a secondary coil 16 and a charging circuit 17 connected to the secondary coil 16.

상기 1, 2차 코일(11, 16)은 유도 결합에 의해 자기적으로 상호 커플링되며, 상기 2차 코일(16)이 상기 1차 코일(11) 위에 병렬됨(juxtaposed)에 따라 1차 코일(11)에 의해 생성되는 자기장이 2차 코일(16) 내에 유도 전류를 유기하게 된다.The primary and secondary coils 11 and 16 are magnetically coupled to each other by inductive coupling, and as the secondary coil 16 is juxtaposed over the primary coil 11, the primary coil. The magnetic field generated by 11 induces an induced current in the secondary coil 16.

상기 충전회로(17)가 상기 유도전류를 변환하여 소정의 전원을 발생시키며, 이(전원)를 통해 배터리를 충전시킨다.The charging circuit 17 converts the induction current to generate a predetermined power supply, thereby charging the battery.

그러나, 이러한 종래의 무선 충전장치는, 상기 배터리 장치(15) 즉 충전수신기가 상기 충전모체(10) 즉 충전발신기에 장착되어 있는지 여부를 정확하게 감지하지 못하여, 충전수신기(배터리장치)가 충전발신기(충전모체)에 장착되어 있지 않음에도 불구하고 불필요하게 상기 제1차코일(11)에 전류를 공급하거나, 충전수신기가 충전발신기에 장착되어 있음에도 불구하고 상기 제1차코일(11)에 전류를 공급하지 않아 충전수신기에 장착된 배터리가 충전되지 못하는 문제점이 있었다.However, such a conventional wireless charging device does not accurately detect whether the battery device 15, that is, the charging receiver, is mounted on the charging mother 10, that is, the charging transmitter, and thus the charging receiver (battery device) is charged with the charging transmitter ( Although it is not mounted on the charging mother, the current is supplied to the primary coil 11 unnecessarily, or the current is supplied to the primary coil 11 even though the charging receiver is mounted on the charging transmitter. There was a problem that the battery mounted on the charging receiver is not charged.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 충전발신기에 충전수신기가 장착되어 있는지 여부를 정확하게 감지하여, 불필요하게 전류가 공급되거나 충전필요시 전류가 공급되지 않는 등의 문제가 발생하지 않도록 함으로서, 충전수신기에 연결된 배터리를 보다 정확하고 신속하게 충전시킬 수 있는 단말기의 무선 충전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above-described problems, by accurately detecting whether the charge receiver is equipped with a charge receiver, so that the problem such that the current is not supplied unnecessarily or the current is not supplied when charging is required to occur Another object of the present invention is to provide a wireless charging device of a terminal that can more accurately and quickly charge a battery connected to a charging receiver.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 단말기의 무선 충전장치는, 외부전원과 연결되는 발신코일이 장착된 충전발신기와; 상기 발신코일과 자기적으로 커플링되어 유도전류를 발생시켜 배터리를 충전시키는 수신코일이 장착되고, 감지용자석이 장착되어 있는 충전수신기로 이루어지되, 상기 충전발신기에는 홀센서와 제어부가 장착되고, 상기 홀센서에 의해 상기 감지용자석의 자기력이 미리 설정된 일정값 이상으로 감지되면 상기 제어부는 상기 발신코일에 외부전원의 전류를 인가하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the wireless charging device of the terminal of the present invention includes a charging transmitter equipped with a transmission coil connected to an external power source; The receiving coil is magnetically coupled with the transmitting coil to generate an induced current to charge the battery, and is composed of a charging receiver equipped with a sensing magnet. The charging transmitter is equipped with a hall sensor and a controller. When the magnetic force of the sensing magnet is detected by the Hall sensor to a predetermined value or more, the controller is characterized by applying a current of an external power source to the transmission coil.

상기 충전발신기 또는 충전수신기 중 어느 하나에는 고정용자석이 장착되어 있고, 나머지 하나에는 상기 고정용자석에 대응되는 고정용자성체가 장착되어 있되, 상기 충전수신기는 상기 고정용자석과 상기 고정용자성체의 인력에 의해 상기 충전발신기에 장착되고, 상기 고정용자석과 고정용자성체에 의해 상기 충전수신기가 상기 충전발신기에 장착되었을 때, 상기 홀센서의 상부에는 상기 감지용자석이 배치된다.One of the charging transmitter or the charging receiver is equipped with a fixed magnet, and the other one is equipped with a fixed magnetic material corresponding to the fixed magnet, the charge receiver of the fixed magnet and the fixed magnetic material When the charge receiver is mounted to the charge transmitter by the attraction force and the charge receiver is mounted to the charge transmitter by the fixed magnet and the fixed magnetic body, the sensing magnet is disposed above the hall sensor.

상기 감지용자석은 다수개로 이루어지되, 상기 충전수신기가 충전발신기가 장착되었을 때, 각각의 상기 감지용자석은 상기 고정용자석과 동일한 거리만큼 이격되어 있고, 상기 감지용자석과 고정용자석의 이격거리는 상기 홀센서와 고정용자석의 이격거리와 동일하도록 한다.The sensing magnet is made up of a plurality, when the charging receiver is equipped with a charging transmitter, each of the sensing magnets are spaced by the same distance as the fixed magnet, the separation of the sensing magnet and the fixed magnet The distance is equal to the separation distance between the Hall sensor and the fixed magnet.

상기 충전발신기는, 정격 전원을 공급하는 아답터로부터 제공된 전원의 소비전류량을 측정하는 전류감지부와; 상기 아답터로부터 인가되는 전원을 정격 전력으로 변환하여 시스템의 기준전압으로 사용하는 기준전압출력부(LDO)와; 상기 아답터로부터 제공되는 전원의 소비전류를 상기 제어부에 의해 스위칭 제어하는 스위칭부와; 상기 충전수신기의 장착여부를 감지하여 이를 상기 제어부로 공급하는 상기 홀센서와; 상기 기준전압출력부의 공급 전원을 기준으로 상기 전류감지부의 소비전류량을 측정하며, 상기 홀센서에 의해 감지된 상기 충전수신기의 장착여부에 따라 미리 설정된 스위칭 제어패턴에 따른 스위칭신호를 상기 스위칭부에 제공하여 상기 스위칭부를 제어하는 상기 제어부와; 상기 스위칭부의 스위칭 응답에 기초하여 유도전류를 발생시키는 상기 발신코일;로 이루어진다.The charging transmitter includes: a current sensing unit for measuring an amount of current consumption of power supplied from an adapter for supplying rated power; A reference voltage output unit (LDO) converting the power applied from the adapter into rated power and using the reference voltage of the system; A switching unit configured to control switching of the current consumption of the power provided from the adapter by the controller; The Hall sensor for detecting whether the charge receiver is mounted and supplies it to the control unit; The current consumption of the current sensing unit is measured based on the power supply of the reference voltage output unit, and the switching unit provides a switching signal according to a preset switching control pattern according to whether the charging receiver sensed by the hall sensor is mounted. The control unit for controlling the switching unit; The source coil generates an induction current based on the switching response of the switching unit.

상기 제어부는, 상기 홀센서에 의해 상기 충전수신기가 충전발신기에 장착되어 있다고 판단하더라도, 상기 전류감지부에서 측정한 소비전류량이 미리 설정된 기준값 이하인 경우에는 상기 스위칭부를 통해 상기 발신코일로 인가되는 전류를 차단하도록 한다.The controller may determine that the current is applied to the transmission coil through the switching unit when the amount of current consumption measured by the current sensing unit is less than or equal to a preset reference value, even when the Hall sensor determines that the charging receiver is installed in the charging transmitter. Block it.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 단말기의 무선 충전장치에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.According to the wireless charging device of the terminal of the present invention as described above has the following advantages.

홀센서와 감지용자석을 통해 충전발신기에 충전수신기가 장착되어 있는지 여부를 정확하게 감지하여, 불필요하게 전류가 공급되거나 충전필요시 전류가 공급되지 않는 등의 문제가 발생하지 않도록 할 수 있다.The Hall sensor and the sensing magnet can accurately detect whether the charging receiver is equipped with the charging transmitter, so that problems such as unnecessary current supply or no current supply when charging is necessary can be avoided.

따라서, 충전수신기에 연결된 배터리를 보다 정확하고 신속하게 충전시킬 수 있다.Therefore, the battery connected to the charging receiver can be charged more accurately and quickly.

또한, 감지용자석이 다수개로 장착되고, 각각의 감지용자석과 고정용자석의 이격거리가 홀센서와 고정용자석의 이격거리와 동일하도록 함으로써, 충전수신기가 충전발신기에 다양한 각도로 배치되어도 충전발신기에 충전수신기가 장착되었음을 감지하여 용이하게 충전시킬 수 있다.In addition, a plurality of sensing magnets are mounted, and the distance between each sensing magnet and the fixed magnet is the same as the distance between the hall sensor and the fixed magnet, so that the charging receiver is charged even when the charging transmitter is arranged at various angles. It can be easily charged by detecting that the transmitter is equipped with a charging receiver.

도 1은 종래기술에 따른 단말기의 무선 충전장치를 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 단말기의 무선 충전장치의 사시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 충전발신기의 분해사시도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 충전수신기의 분해사시도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 충전발신기에 충전수신기가 다양한 각도로 장착된 상태의 평면도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 충전발신기의 구성도,1 is a view schematically showing a wireless charging device of a terminal according to the prior art;
2 is a perspective view of a wireless charging device of a terminal according to an embodiment of the present invention;
3 is an exploded perspective view of a charging transmitter according to an embodiment of the present invention;
4 is an exploded perspective view of a charging receiver according to an embodiment of the present invention;
5 is a plan view of a state in which the charge receiver is mounted at various angles in the charge transmitter according to the embodiment of the present invention;
6 is a block diagram of a charging transmitter according to an embodiment of the present invention;

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 단말기의 무선 충전장치의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 충전발신기의 분해사시도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 충전수신기의 분해사시도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 충전발신기에 충전수신기가 다양한 각도로 장착된 상태의 평면도이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 충전발신기의 구성도이다.2 is a perspective view of a wireless charging device of a terminal according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is an exploded perspective view of a charging transmitter according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is an exploded view of a charging receiver according to an embodiment of the present invention. 5 is a plan view of a state in which a charge receiver is mounted at various angles in a charge transmitter according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a configuration diagram of a charge transmitter according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명인 단말기의 무선 충전장치는, 충전발신기(100)와 충전수신기(200)로 이루어진다.As shown in FIG. 2, the wireless charging device of the present invention terminal includes a charging transmitter 100 and a charging receiver 200.

상기 충전발신기(100)는 외부전원과 연결되는 발신코일(117)이 장착되어 있다.The charging transmitter 100 is equipped with an outgoing coil 117 connected to an external power source.

상기 충전수신기(200)는 상기 발신코일(117)과 자기적으로 커플링되어 유도전류를 발생시켜 배터리(미도시)를 충전시키는 수신코일(217)이 장착되어 있다.The charging receiver 200 is mounted with a receiving coil 217 that is magnetically coupled with the transmitting coil 117 to generate an induced current to charge a battery (not shown).

이러한 상기 충전수신기(200)는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 충전발신기(100)의 상부에 장착되어, 상기 발신코일(117)과 수신코일(217)에 자기적으로 커플링되도록 한다.The charging receiver 200 is mounted on the charging transmitter 100 as shown in FIG. 2, so that the charging receiver 200 is magnetically coupled to the transmission coil 117 and the reception coil 217.

상기 충전발신기(100)는 도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이 DC아답터를 통해 외부전원으로부터 DC전원을 공급받고, 케이스(111)와, 전류감지부(112)와, 기준전압출력부(113)와, 스위칭부(114)와, 홀센서(115)와, 제어부(116)와, 발신코일(117)과, 코어(118) 등으로 이루어진다.The charging transmitter 100 receives DC power from an external power source through a DC adapter as shown in FIGS. 3 and 6, and the case 111, the current sensing unit 112, and the reference voltage output unit 113. ), A switching unit 114, a hall sensor 115, a control unit 116, a transmission coil 117, a core 118, and the like.

상기 케이스(111)는 상기 충전발신기(100)의 외관 형상으로 표현하는 것으로서, 나머지 구성들이 상기 케이스(111)의 내부에 장착되어 있다.The case 111 is represented by the external shape of the charge transmitter 100, and the remaining components are mounted inside the case 111.

상기 전류감지부(112)는 정격 전원을 공급하는 아답터로부터 제공된 전원의 소비전류량을 측정한다.The current sensing unit 112 measures the amount of current consumption of the power provided from the adapter for supplying the rated power.

상기 기준전압출력부(LDO, 113)는 아답터로부터 인가되는 전원을 정격 전력으로 변환하여 시스템의 기준전압으로 사용한다.The reference voltage output unit LDO 113 converts a power applied from an adapter into a rated power and uses the reference voltage of the system.

상기 스위칭부(114)는 상기 아답터로부터 제공되는 전원의 소비전류를 상기 제어부(116)로부터 제공되는 스위칭신호에 따라 스위칭 제어하는 소자로써, 고전력 트랜지스터가 사용될 수 있으나, 본 실시예에서는 FET가 적용된다.The switching unit 114 is a device for switching and controlling the current consumption of the power provided from the adapter according to the switching signal provided from the control unit 116. A high power transistor may be used, but in this embodiment, a FET is applied. .

상기 홀센서(115)는 상기 충전수신기(200)의 장착여부를 감지하여 이를 상기 제어부(116)로 공급하는 역할을 한다.The hall sensor 115 detects whether the charge receiver 200 is mounted and supplies the same to the controller 116.

상기 제어부(116)는 상기 기준전압출력부(113)의 공급 전원을 기준으로 상기 전류감지부(112)의 소비전류량을 측정하며, 상기 홀센서(115)에 의해 감지된 상기 충전수신기(200)의 장착여부에 따라 미리 설정된 스위칭 제어패턴에 따른 스위칭신호를 상기 스위칭부(114)에 제공하여 상기 스위칭부(114)를 제어한다.The controller 116 measures the amount of current consumed by the current sensing unit 112 based on the supply power of the reference voltage output unit 113, and the charging receiver 200 sensed by the hall sensor 115. The switching unit 114 is controlled by providing the switching unit 114 with a switching signal according to a preset switching control pattern according to whether the is mounted.

상기 발신코일(117)은 상기 스위칭부(114)의 스위칭 응답에 기초하여 유도전류를 발생시킨다.The transmission coil 117 generates an induction current based on the switching response of the switching unit 114.

이때, 상기 발신코일(117)은 상기 코어(118)를 중심으로 하여 권취되어 있도록 한다.In this case, the transmission coil 117 is wound around the core 118.

그리고, 상기 홀센서(115)는 상기 코어(118)와 20mm이상 이격되어 있도록 함이 바람직하다.The hall sensor 115 may be spaced apart from the core 118 by 20 mm or more.

상기 충전수신기(200)는 휴대단말기(300) 자체가 될 수도 있고, 휴대단말기(300)에 탈착 가능하게 결합되는 커버부재 형태로 이루어질 수도 있다.The charging receiver 200 may be the portable terminal 300 itself, or may be formed in the form of a cover member detachably coupled to the portable terminal 300.

본 실시예에서는 상기 충전수신기(200)는 휴대단말기(300)에 탈착 가능하게 결합되는 커버부재 형태로 이루어져 있다.In the present embodiment, the charging receiver 200 is formed in the form of a cover member detachably coupled to the mobile terminal 300.

본 실시예에서 배터리(미도시)는 상기 휴대단말기(300)에 장착되어 있고, 상기 충전수신기(200)에는 상기 수신코일(217)에 장착되어 있으며, 상기 수신코일(217)과 상기 배터리는 전기적으로 연결되어 있다.In the present embodiment, a battery (not shown) is mounted on the portable terminal 300, the charging receiver 200 is mounted on the receiving coil 217, and the receiving coil 217 and the battery are electrically connected. Is connected.

즉, 상기 충전수신기(200)에는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 발신코일(117)과 자기적으로 커플링되어 유도전류를 발생시키는 상기 수신코일(217)이 장착되어 있다.That is, as shown in FIG. 4, the charging receiver 200 is equipped with the receiving coil 217 magnetically coupled to the transmitting coil 117 to generate an induced current.

또한, 상기 충전수신기(200)에는 감지용자석(215)이 장착되어 있으며, 상기 홀센서(115)는 상기 감지용자석(215)에서 발생되는 자기력을 측정하여 상기 충전수신기(200)가 상기 충전발신기(100)에 근접하게 장착되어 있는지 여부를 감지하게 된다.In addition, the charging receiver 200 is equipped with a sensing magnet 215, the Hall sensor 115 measures the magnetic force generated by the sensing magnet 215, the charging receiver 200 is charged It is detected whether the transmitter 100 is mounted in close proximity.

따라서, 상기 홀센서(115)에 의해 상기 감지용자석(215)의 자기력이 미리 설정된 일정값 이상으로 감지되면, 상기 제어부(116)는 상기 충전수신기(200)가 상기 충전발신기(100)에 장착되어 있다고 판단하여 상기 스위칭부(114)를 통해 상기 발신코일(117)에 외부전원의 전류를 인가하도록 한다.Therefore, when the magnetic force of the sensing magnet 215 is detected by the hall sensor 115 to a predetermined value or more, the controller 116 is mounted on the charge transmitter 100 to the charge receiver 200. It is determined that the operation is made to apply the current of the external power source to the transmission coil 117 through the switching unit 114.

그리고, 상기 충전수신기(200)가 상기 충전발신기(100)에 장착되도록 하기 위해, 상기 충전발신기(100) 또는 충전수신기(200) 중 어느 하나에는 고정용자석(120)이 장착되어 있고, 나머지 하나에는 상기 고정용자석(120)에 대응되는 고정용자성체(220)가 장착되어 있다.In addition, in order for the charging receiver 200 to be mounted on the charging transmitter 100, either the charging transmitter 100 or the charging receiver 200 is equipped with a stationary magnet 120, and the other one. The fixed magnetic body 220 corresponding to the fixed magnet 120 is mounted.

본 실시예에서는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 고정용자석(120)이 상기 충전발신기(100)에 장착되어 있고, 상기 고정용자성체(220)는 상기 충전수신기(200)에 장착되어 있다.In the present embodiment, as shown in Figure 3 and 4, the stationary magnet 120 is mounted to the charging transmitter 100, the stationary magnetic body 220 is mounted to the charging receiver 200. It is.

상기 고정용자성체(220)는 철 등과 같은 강자성체로 이루어질 수도 있고, 영구자석으로 이루어질 수도 있다.The fixing magnetic body 220 may be made of a ferromagnetic material such as iron, it may be made of a permanent magnet.

본 실시예에서는 상기 고정용자석(120)과 고정용자성체(220)는 각각 3개로 구성되어 상기 발신코일(117) 및 수신코일(217)을 중심으로 하여 상호 이격되게 장착되어 있다.In the present embodiment, the fixing magnet 120 and the fixing magnetic body 220 are composed of three, respectively, and are mounted to be spaced apart from each other about the transmitting coil 117 and the receiving coil 217.

이러한 상기 고정용자석(120)과 고정용자성체(220)의 상호 인력에 의해 상기 충전수신기(200)는 상기 충전발신기(100)의 상면에 고정 장착된다.The charging receiver 200 is fixedly mounted on the upper surface of the charging transmitter 100 by the mutual attraction of the fixed magnet 120 and the fixed magnetic body 220.

그리고, 상기 고정용자석(120)과 고정용자성체(220)에 의해 상기 충전수신기(200)가 상기 충전발신기(100)에 장착되었을 때, 상기 홀센서(115)의 상부에는 상기 감지용자석(215)이 배치된다.In addition, when the charging receiver 200 is mounted to the charging transmitter 100 by the fixing magnet 120 and the fixing magnetic body 220, the sensing magnet may be disposed on the upper part of the hall sensor 115. 215 is disposed.

위와 같이, 상기 충전수신기(200)가 상기 충전발신기(100)의 상부에 장착되었을 때, 상기 홀센서(115)의 상부에 상기 감지용자석(215)에 배치됨으로써, 상기 홀센서(115)를 통해 상기 충전수신기(200)가 상기 충전발신기(100)에 장착되었는지 여부를 보다 정확하게 판단할 수 있다.As described above, when the charging receiver 200 is mounted on the charging transmitter 100, the Hall sensor 115 is disposed on the sensing magnet 215 on the upper part of the Hall sensor 115. Through this, it is possible to more accurately determine whether the charging receiver 200 is mounted on the charging transmitter 100.

이러한 상기 감지용자석(215)은 1개만으로 이루어질 수 있으나, 바람직하게는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 충전수신기(200)가 다양한 각도로 상기 충전발신기(100)에 장착되었을 때에도 이를 감지하기 위해 다수개로 이루어지도록 한다.The sensing magnet 215 may be made of only one, but preferably, even when the charging receiver 200 is mounted to the charging transmitter 100 at various angles as shown in FIG. 5. Try to make it a lot.

본 실시예에서 상기 감지용자석(215)은 도 5에 도시된 바와 같이, 90도 간격으로 4개가 장착되어 있다.In the present embodiment, four sensing magnets 215 are mounted at intervals of 90 degrees, as shown in FIG. 5.

이러한 상기 감지용자석(215)이 다수개로 이루어진 경우에는, 상기 충전수신기(200)가 충전발신기(100)가 장착되었을 때, 각각의 상기 감지용자석(215)은 상기 고정용자석(120)과 동일한 거리만큼 이격되어 있도록 한다.When the sensing magnet 215 is formed in plural, when the charging receiver 200 is equipped with the charging transmitter 100, each of the sensing magnets 215 is connected to the fixed magnet 120. Make sure they are spaced the same distance apart.

그리고, 상기 감지용자석(215)과 고정용자석(120)의 이격거리는 상기 홀센서(115)와 고정용자석(120)의 이격거리 또는 상기 홀센서(115)와 고정용자성체(220)의 이격거리와 동일하도록 한다.The separation distance between the sensing magnet 215 and the fixing magnet 120 may be the separation distance between the hall sensor 115 and the fixing magnet 120 or the hall sensor 115 and the fixing magnetic body 220. Make it equal to the separation distance.

이러한 구조로 인해 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 홀센서(115)가 1개만 장착되어 있고 상기 감지용자석(120)이 90도 간격으로 4개가 장착되어 있는 경우에, 상기 충전발신기(100)의 상부에서 상기 충전수신기(200)가 90도 간격으로 회전되어 장착될 경우에도 상기 홀센서(115)의 상부에 각각의 상기 감지용자석(215)이 배치되게 되어, 상기 충전수신기(200)가 여러 각도로 장착되어도 상기 홀센서(115)가 상기 감지용자석(215)을 통해 상기 충전수신기(200)의 장착여부를 정확하게 감지할 수 있다.Due to such a structure, as shown in FIG. 5, when only one Hall sensor 115 is mounted and four sensing magnets 120 are mounted at intervals of 90 degrees, the charging transmitter 100 is provided. Even if the charging receiver 200 is rotated at an interval of 90 degrees at the upper portion of the sensing sensor 215 is disposed on the upper portion of the Hall sensor 115, the charging receiver 200 is Even when mounted at various angles, the hall sensor 115 may accurately detect whether the charging receiver 200 is mounted through the sensing magnet 215.

즉, 종래와 달리 상기 충전수신기(200)를 상기 충전발신기(100)에 특정된 각도로만 장착할 필요가 없이 다양한 각도로 장착하여도 상기 홀센서(115)에서 상기 충전수신기(200)의 장착여부를 감지할 수 있는바, 상기 충전수신기(200)를 상기 충전발신기(100)에 장착하기가 더욱 용이하다.That is, unlike the prior art, whether the charge receiver 200 is mounted in the hall sensor 115 even when the charge receiver 200 is mounted at various angles without having to be mounted only at a specific angle to the charge transmitter 100. Bar can be detected, it is more easy to mount the charge receiver 200 to the charge transmitter (100).

위와 같이, 상기 홀센서(115)가 상기 감지용자석(215)을 감지하면, 상기 제어부(116)는 상기 충전수신기(200)가 상기 충전발신기(100)의 상부에 장착되었다고 판단하여, 상기 스위칭부(114)를 통해 외부전원을 상기 발신코일(117)에 인가한다.As described above, when the Hall sensor 115 detects the sensing magnet 215, the controller 116 determines that the charging receiver 200 is mounted on the charging transmitter 100, the switching External power is applied to the transmission coil 117 through the unit 114.

그러면, 상기 발신코일(117)과 상기 수신코일(217)이 자기적으로 커플링되어 상기 수신코일(217)에서 유도전류를 발생시키고 상기 유도전류는 상기 배터리로 충전된다.Then, the transmitting coil 117 and the receiving coil 217 are magnetically coupled to generate an induced current in the receiving coil 217, and the induced current is charged with the battery.

그러다가 상기 충전수신기(200)가 상기 충전발신기(100)로부터 분리되면, 상기 홀센서(115)가 상기 감지용자석(215)을 감지하지 못하게 되고, 이로 인해 상기 제어부(116)는 상기 충전수신기(200)가 상기 충전발신기(100)로부터 분리되었다고 판단하여 상기 스위칭부(114)를 통해 외부전원이 상기 발신코일(117)로 인가되는 것을 차단하도록 한다.Then, when the charging receiver 200 is separated from the charging transmitter 100, the hall sensor 115 does not detect the sensing magnet 215, which causes the controller 116 to receive the charging receiver ( It is determined that the 200 is separated from the charging transmitter 100 to block the external power is applied to the transmission coil 117 through the switching unit 114.

이로 인해, 상기 발신코일(117)에는 더 이상 불필요한 전류가 인가되지 않게 된다.As a result, unnecessary current is no longer applied to the transmission coil 117.

또한, 상기 제어부(116)는, 상기 홀센서(115)에 의해 상기 충전수신기(200)가 충전발신기(100)에 장착되어 있다고 판단하더라도, 상기 전류감지부(112)에서 측정한 소비전류량이 미리 설정된 기준값 이하인 경우에는 상기 스위칭부(114)를 통해 상기 발신코일(117)로 인가되는 전류를 차단하도록 한다.In addition, even if the controller 116 determines that the charge receiver 200 is mounted on the charge transmitter 100 by the hall sensor 115, the current consumption measured by the current detector 112 is measured in advance. When the reference value is less than the set reference value to block the current applied to the transmission coil 117 through the switching unit 114.

예를 들어, 상기 충전발신기(100)에 상기 충전수신기(200)가 장착되어 있는 상태에서 상기 배터리가 완전히 충전되거나 상기 배터리가 상기 충전수신기(200)와 연결되어 있지 않을 경우에, 상기 발신코일(117)의 전력소비량은 상기 배터리가 충전될 때보다 적게 된다.For example, when the battery is fully charged or the battery is not connected to the charging receiver 200 in a state where the charging receiver 200 is mounted on the charging transmitter 100, the calling coil ( The power consumption of 117 becomes smaller than when the battery is charged.

따라서, 상기 배터리가 충전될 때 상기 전류감지부(112)에서 측정되는 소비전류량을 기준값으로 미리 설정하였을 경우, 상기 배터리가 충전되지 않는다면 상기 전류감지부(112)에서 측정된 소비전류량은 미리 설정된 기준값 이하가 된다.Therefore, when the amount of current consumption measured by the current sensing unit 112 is preset as a reference value when the battery is charged, the amount of current consumption measured by the current sensing unit 112 is a preset reference value when the battery is not charged. It becomes as follows.

이 경우에, 상기 제어부(116)는 상기 배터리가 완전히 충전되었거나 연결되어 있지 않다고 판단하여, 상기 스위칭부(114)를 통해 상기 발신코일(117)로 인가되는 전류를 차단하여, 불필요하게 상기 발신코일(117)로 전류가 인가되는 것을 차단하게 된다.In this case, the control unit 116 determines that the battery is fully charged or not connected, cuts off the current applied to the transmission coil 117 through the switching unit 114, the transmission coil unnecessarily At 117, current is blocked.

또한, 상기 제어부(116)에 구비된 타이머기능을 이용하여 상기 배터리가 완전히 충전되는 시간을 미리 설정함으로써, 상기 충전발신기(100)에 충전수신기(200)가 장착되었다고 판단되면, 미리 설정된 시간 동안 상기 발신코일(117)로 전류가 인가되도록 할 수도 있다.In addition, by setting a time when the battery is fully charged by using a timer function provided in the controller 116, if it is determined that the charge receiver 200 is mounted in the charge transmitter 100, the The current may be applied to the transmission coil 117.

한편, 상기 충전발신기(100)에는 도 6에 도시된 바와 같이 시스템의 안정을 위해 온도감지부(121)가 장착되어 있으며, 상기 온도감지부(121)는 상기 제어부(116)와 연결되어 상기 충전발신기(100) 내의 온도를 측정하여 이를 상기 제어부(116)로 공급한다. On the other hand, the charge transmitter 100 is equipped with a temperature sensing unit 121 for the stability of the system, as shown in Figure 6, the temperature sensing unit 121 is connected to the control unit 116 to charge The temperature in the transmitter 100 is measured and supplied to the controller 116.

상기 온도감지부(121)는 시스템의 오동작 또는 과부하에 의해 발생되는 온도 변화를 감지하는 것으로, 상기 제어부(116)는 상기 온도감지부(121)의 검출 결과에 기초하여 시스템의 동작 여부를 결정한다. The temperature detector 121 detects a change in temperature caused by a malfunction or overload of the system, and the controller 116 determines whether to operate the system based on the detection result of the temperature detector 121. .

예컨대, 상기 온도감지부(121)에서 검출된 온도가 기준치를 넘을 경우, 상기 제어부(116)는 스위칭부(114)로 공급하던 스위칭 신호를 차단하고, 소정의 경고 메시지를 제공한다.For example, when the temperature detected by the temperature sensing unit 121 exceeds the reference value, the control unit 116 cuts off the switching signal supplied to the switching unit 114 and provides a predetermined warning message.

그런 후, 상기 제어부(116)는 지속적으로 상기 온도감지부(121)의 검출 결과를 인지하며, 상기 온도감지부(121)에서 검출된 온도가 기준치 이하인 경우에 정상상태로 판단하고, 상기 홀센서(115)에 의한 상기 감지용자석(215)의 감지여부에 따라 상기 발신코일(117)에 전류의 인가여부를 결정한다.Thereafter, the controller 116 continuously recognizes the detection result of the temperature sensing unit 121, determines that the temperature is detected by the temperature sensing unit 121 as a normal state when the temperature is less than a reference value, and the hall sensor. The application of the current to the transmission coil 117 is determined according to whether the detection magnet 215 is detected by the 115.

본 발명인 단말기의 무선 충전장치는 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술 사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.The wireless charging apparatus of the terminal of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and may be variously modified and implemented within the scope of the technical idea of the present invention.

100 : 충전발신기, 111 : 케이스, 112 : 전류감지부, 113 : 기준전압출력부, 114 : 스위칭부, 115 : 홀센서, 116 : 제어부, 117 : 발신코일, 118 : 코어, 120 : 고정용자석, 121 : 온도감지부,
200 : 충전수신기, 215 : 감지용자석, 217 : 수신코일, 220 : 고정용자성체,
300 : 휴대단말기,100: charge transmitter, 111: case, 112: current sensing unit, 113: reference voltage output unit, 114: switching unit, 115: Hall sensor, 116: control unit, 117: outgoing coil, 118: core, 120: fixed magnet 121: temperature sensing unit,
200: charging receiver, 215: sensing magnet, 217: receiving coil, 220: fixed magnetic material,
300: mobile terminal,

Claims (5)

삭제delete 외부전원과 연결되는 발신코일이 장착된 충전발신기와; 상기 발신코일과 자기적으로 커플링되어 유도전류를 발생시켜 배터리를 충전시키는 수신코일이 장착되고, 감지용자석이 장착되어 있는 충전수신기로 이루어지되,
상기 충전발신기에는 홀센서와 제어부가 장착되고, 상기 홀센서에 의해 상기 감지용자석의 자기력이 미리 설정된 일정값 이상으로 감지되면 상기 제어부는 상기 발신코일에 외부전원의 전류를 인가하며,
상기 충전발신기 또는 충전수신기 중 어느 하나에는 고정용자석이 장착되어 있고, 나머지 하나에는 상기 고정용자석에 대응되는 고정용자성체가 장착되고,
상기 충전수신기는 상기 고정용자석과 상기 고정용자성체의 인력에 의해 상기 충전발신기에 장착되며,
상기 고정용자석과 고정용자성체에 의해 상기 충전수신기가 상기 충전발신기에 장착되었을 때, 상기 홀센서의 상부에는 상기 감지용자석이 배치되는 것을 특징으로 하는 단말기의 무선 충전장치.A charging transmitter equipped with an outgoing coil connected to an external power source; The receiving coil is magnetically coupled with the transmitting coil to generate an induced current to charge the battery, and comprises a charging receiver equipped with a sensing magnet.
The charging transmitter is equipped with a hall sensor and a controller, and when the magnetic force of the sensing magnet is detected by the hall sensor to a predetermined value or more, the controller applies a current of an external power source to the transmission coil,
One of the charging transmitter or the charging receiver is equipped with a fixed magnet, the other is equipped with a fixed magnetic material corresponding to the fixed magnet,
The charging receiver is mounted to the charging transmitter by the attraction of the fixed magnet and the fixed magnetic body,
When the charging receiver is mounted to the charging transmitter by the fixed magnet and the fixed magnetic material, the sensing magnet is disposed on the upper part of the hall sensor. 제 2항에 있어서,
상기 감지용자석은 다수개로 이루어지되,
상기 충전수신기가 충전발신기가 장착되었을 때,
각각의 상기 감지용자석은 상기 고정용자석과 동일한 거리만큼 이격되어 있고,
상기 감지용자석과 고정용자석의 이격거리는 상기 홀센서와 고정용자석의 이격거리와 동일한 것을 특징으로 하는 단말기의 무선 충전장치.The method of claim 2,
The sensing magnet is made of a plurality,
When the charging receiver is equipped with a charging transmitter,
Each sensing magnet is spaced by the same distance as the fixed magnet,
The distance between the sensing magnet and the fixed magnet is the wireless charging device of the terminal, characterized in that the same as the distance between the hall sensor and the fixed magnet. 외부전원과 연결되는 발신코일이 장착된 충전발신기와; 상기 발신코일과 자기적으로 커플링되어 유도전류를 발생시켜 배터리를 충전시키는 수신코일이 장착되고, 감지용자석이 장착되어 있는 충전수신기로 이루어지되,
상기 충전발신기에는 홀센서와 제어부가 장착되고, 상기 홀센서에 의해 상기 감지용자석의 자기력이 미리 설정된 일정값 이상으로 감지되면 상기 제어부는 상기 발신코일에 외부전원의 전류를 인가하며,
상기 충전발신기는,
정격 전원을 공급하는 아답터로부터 제공된 전원의 소비전류량을 측정하는 전류감지부와;
상기 아답터로부터 인가되는 전원을 정격 전력으로 변환하여 시스템의 기준전압으로 사용하는 기준전압출력부(LDO)와;
상기 아답터로부터 제공되는 전원의 소비전류를 상기 제어부에 의해 스위칭 제어하는 스위칭부와;
상기 충전수신기의 장착여부를 감지하여 이를 상기 제어부로 공급하는 상기 홀센서와;
상기 기준전압출력부의 공급 전원을 기준으로 상기 전류감지부의 소비전류량을 측정하며, 상기 홀센서에 의해 감지된 상기 충전수신기의 장착여부에 따라 미리 설정된 스위칭 제어패턴에 따른 스위칭신호를 상기 스위칭부에 제공하여 상기 스위칭부를 제어하는 상기 제어부와;
상기 스위칭부의 스위칭 응답에 기초하여 유도전류를 발생시키는 상기 발신코일;로 이루어진 것 특징으로 하는 단말기의 무선 충전장치.A charging transmitter equipped with an outgoing coil connected to an external power source; The receiving coil is magnetically coupled with the transmitting coil to generate an induced current to charge the battery, and comprises a charging receiver equipped with a sensing magnet.
The charging transmitter is equipped with a hall sensor and a controller, and when the magnetic force of the sensing magnet is detected by the hall sensor to a predetermined value or more, the controller applies a current of an external power source to the transmission coil,
The charge transmitter,
A current sensing unit measuring an amount of current consumption of the power supplied from the adapter for supplying the rated power;
A reference voltage output unit (LDO) converting the power applied from the adapter into rated power and using the reference voltage of the system;
A switching unit configured to control switching of the current consumption of the power provided from the adapter by the controller;
The Hall sensor for detecting whether the charge receiver is mounted and supplies it to the control unit;
The amount of current consumption of the current sensing unit is measured based on the power supply of the reference voltage output unit, and the switching unit provides a switching signal according to a preset switching control pattern according to whether the charging receiver sensed by the hall sensor is mounted. The control unit for controlling the switching unit;
The outgoing coil for generating an induced current based on the switching response of the switching unit; Wireless charging apparatus of the terminal. 제 4항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 홀센서에 의해 상기 충전수신기가 충전발신기에 장착되어 있다고 판단하더라도,
상기 전류감지부에서 측정한 소비전류량이 미리 설정된 기준값 이하인 경우에는 상기 스위칭부를 통해 상기 발신코일로 인가되는 전류를 차단하도록 하는 것을 특징으로 하는 단말기의 무선 충전장치.



The method of claim 4, wherein
The control unit,
Even if it is determined by the hall sensor that the charging receiver is mounted in the charging transmitter,
When the amount of current consumption measured by the current sensing unit is less than a predetermined reference value, the wireless charging device of the terminal to cut off the current applied to the transmission coil through the switching unit.



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