KR101196540B1 - 충전효율표시장치를 구비한 무접점 충전 시스템 및 충전효율 표시방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 충전효율을 표시하여 주는 장치를 구비한 무접점 충전 시스템 및 충전효율표시장치가 구비된 무접점 충전 시스템에서의 충전효율을 표시하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 충전효율표시장치를 구비한 무접점 충전 시스템(1)은, 1차 코일(11)을 구비하는 송신부(10)와 2차 코일(21)을 구비하는 수신부(20)를 포함하고, 상기 1차 코일(11)과 상기 2차 코일(21) 사이에서 발생하는 유도기전력에 의해 상기 2차 코일(21)에 전기적으로 연결된 배터리(30)를 충전하는 무접점 충전 시스템에 있어서, 상기 송신부(10) 또는 상기 수신부(20)에 설치되어 상기 배터리(30)의 충전효율을 표시하는 충전효율표시장치(40)를 포함하고; 상기 충전효율표시장치(40)는, 상기 송신부(10)에 상기 수신부(20)를 근접시켜 충전을 실행할 때, 상기 1차 코일(11)과 상기 2차 코일(21) 사이의 전자기유도에 사용되고 상기 충전효율에 비례적으로 가변되는 충전주파수를 검출하는 주파수검출부(41); 및 검출된 상기 충전주파수로부터 상기 충전효율을 산출하여 표시하는 표시부(42); 를 포함한다.

Description

충전효율표시장치를 구비한 무접점 충전 시스템 및 충전효율 표시방법{NOn-Contact Charging System Having Device for Indicating Charging Efficiency and Method for Indicating Charging Efficiency}

본 발명은 충전효율을 표시하여 주는 장치를 구비한 무접점 충전 시스템 및 충전효율표시장치가 구비된 무접점 충전 시스템에서의 충전효율을 표시하는 방법에 관한 것이다.

대표적인 이동통신단말기인 휴대전화기를 비롯한 각종 휴대기기의 작동을 위해서는 전원 공급을 필요로 하고, 이를 위해서는 배터리가 장착되어야 하며, 휴대전화기의 배터리로는 1회용이 아닌 다회용의 충전식 배터리가 널리 사용되고 있다.

휴대전화기용 배터리의 충전에는 전통적으로 유선(접점) 충전방식이 널리 사용되어 왔으나, 최근 무접점(무선) 충전 방식이 도입되어 사용되고 있고, 그 적용이 점차 확대되고 있다.

휴대전화기의 무접점 충전에 관한 종래기술로서는, 대한민국 공고특허 제10-1995-0005819호(1995. 05. 31. 공고)의 '무선 전화기의 무접점 충전 시스템', 대한민국 공개특허 제10-2002-0063050호(2002. 08. 01. 공개)의 '핸드폰 무선 충전 시스템', 대한민국 공개특허 제10-2004-0019164호(2004. 03. 05. 공개)의 '무선 충전을 위한 이동통신 단말기의 배터리 및 충전기', 대한민국 공개특허 제10-2004-0107110호(2004. 12. 20. 공개)의 '이동 통신 단말기의 무선 충전 시스템 및 방법과 그를 위한 이동 통신 단말기', 대한민국 공개특허 제10-2007-0033166호(2007. 03. 26. 공개)의 '이동통신단말기 및 무선충전장치', 대한민국 등록특허 제10-0867405호(2008. 10. 31. 등록)의 'ＲＦＩＤ 리더기의 무선 주파수를 이용한 이동 통신 단말기배터리 충전 장치', 대한민국 등록실용신안 제20-0217303호(2001. 01. 08. 등록)의 '무선 충전 장치', 대한민국 등록실용신안 제20-0400534호(2005. 10. 31. 등록)의 '무선고주파전력을 충전전원으로 사용하는 휴대폰 배터리' 등이 있다.

가장 일반적인 무접점 충전의 원리는 전자기유도이며, 교류 공급이 되는 송신기(충전기)에 설치된 1차 코일 위에 충전하고자 하는 배터리 측의 2차 코일을 올려놓으면, 1차 코일과 2차 코일 사이에 유도기전력이 발생하여 이런 유도기전력으로 배터리가 충전되는 원리이다.

도8은 전자기유도에 의한 무접점 충전 시스템의 개략도이다.

도시된 바와 같이, 무접점 충전 시스템(100)은, 송신부(110: 발진부)와 수신부(120: 충전부)로 이루어진다. 송신부(110)는 교류전원(111)을 공급받아 작동하는 송신회로(112)와 전자기유도를 위한 1차 코일(113)을 구비하고, 수신부(120)는 송신부(110)의 1차 코일(113)과의 사이에서 전자기유도를 일으키는 2차 코일(121)과 충전회로(122)를 구비하며, 배터리(130)를 충전회로(122)에 연결하고 2차 코일(121)을 1차 코일(113)에 정해진 위치로 근접시키면, 전자기유도에 의해 배터리가 충전된다.

휴대전화기로 대표되는 휴대기기에 대한 무접점 충전은, WPC(Wireless Power Consortium)를 통해 표준화가 진행되고 있는 바, WPC는 전자기유도에 의한 전력 전송에 100 내지 200 kHz 대역의 주파수를 사용하고, 수십 밀리미터의 전송거리 내에서 충전이 이루어지도록 표준화하고 있다.

휴대전화기에 무접점 충전 시스템을 적용하는 예를 보면, 2차 코일과 충전회로를 구비한 수신부가 장착된 '충전용 커버'를 휴대전화기와는 별도로 제작하고, 휴대전화기의 배터리를 커넥터나 케이블 등으로 '충전용 커버'에 전기적으로 연결한 상태에서, '충전용 커버'를 송신부인 충전매트에 올려 배터리를 충전하는 제품이 개발되어 있다.

그러나 별도의 충전용 커버를 사용할 경우, 휴대전화기의 무접점 충전을 위해 별도로 충전용 커버를 소지해야 하는 불편이 있으므로, 휴대전화기의 일부인 배터리커버(배터리 교체를 위해 휴대전화기의 후면을 개폐하는 플라스틱 합성수지 사출물의 후면커버)에 수신부(2차 코일과 충전회로, 이때 충전회로는 휴대전화기 본체에 설치하기도 함)를 예를 들어 인몰드 사출로 매립함으로써, 별도의 충전용 커버의 소지 없이 휴대전화기 자체로 무접점 충전을 실행할 수 있도록 하는 구조가 개발되었다.

도9는 휴대전화기에 적용된 종래 무접점 충전 시스템의 개략단면도이다.

도시된 바와 같이, 종래 무접점 충전 시스템(200)은, 크게 송신부인 충전매트(210)와 수신부인 휴대전화기의 배터리커버(220)로 구성된다.

상기 충전매트(210: 송신부)는, 플라스틱 합성수지 등으로 제작된 케이스(211)에, 송신부의 구성들을 내장한 것으로서, 케이스(211)의 저면 위에 회로기판(212)을 깔고 그 위에 페라이트(213)를 올린 후에, 페라이트(213) 위에 루프 형상의 1차 코일(214)을 부착한 다음, 1차 코일(214)의 중앙에 영구자석(215: 예, 자기장의 세기 1,100 가우스, 두께 2.6mm, 직경 15mm인 원판형 영구자석)을 부착하고, 그 위를 케이스(211)로 피복한 구조이다.

상기 배터리커버(220: 수신부)는, 플라스틱 사출물(221) 내에 페라이트(222)와 2차 코일(223)을 매립하여 제작하되, 위쪽에 배터리(230)와의 사이에 페라이트(222)를 매립하고, 아래쪽으로 페라이트(222)의 저면에 2차 코일(223)을 부착한 구조이다.

이때 2차 코일(223)은 지름 0.3mm 정도의 피복 구리선을 다수회 권선하여 제작하였고, 페라이트(222)는 0.6mm 두께 이상이었다.

전자기유도에 의해 무접점 충전을 할 때, 1차 코일 중심점과 2차 코일 중심점이 상하 일치될 때 최대의 충전효율이 달성되며, 1차 코일 중심점에서 2차 코일의 중심점이 수평 방향으로 멀어질수록 전력 전송이 점차 줄어들고 발열이 일어나며, 일정 거리(예, 20mm) 이상 멀어 지면 1차 코일에 형성된 전자기장이 2차 코일에 전달되지 못하므로 충전이 이루어지지 아니한다.

WPC의 표준에서는, 2차 코일이 1차 코일의 중심점에서 수평으로 멀어질 때 충전이 가능한 일정 거리 범위 내에서는, 충전주파수를 예를 들어 대략 100 kHz 내지 200 kHz의 범위에서 자동으로 변경하여 충전효율을 보완하고 있는 바, 이런 충전주파수 변경으로 충전효율을 개선한다고 하더라도, 코일의 최외각 위치에서는 그 효율이 최대 효율 대비 20% 이상 저하됨을 피할 수 없다.

종래의 무접점 충전 시스템의 경우, 2차 코일이 1차 코일로부터 충전 가능한 범위 내이지만 일부 벗어나 있을 때에도 충전중인 것으로 표시되기 때문에 사용자는 충전효율이 저하된 상태임을 알지 못하고 계속 충전을 하게 됨으로써 불필요한 전력 소비를 초래하였는바, 따라서 무접점 충전은 효율의 측면에서 2차 코일을 1차 코일의 정위치에 위치시키는 것이 매우 중요하다.

도9에서 충전매트(210)에 적용한 상기 영구자석(215)은, 휴대전화기(즉, 배터리커버: 220)를 충전매트(210)에 올려놓으면, 영구자석(215)의 자력에 페라이트(222)가 부착되도록 하여 2차 코일이 1차 코일 위의 정위치에 고정되도록 하는 작용을 한다. 2차 코일(223)의 중앙에도 영구자석을 부착하여 영구자석 사이의 인력에 의해 두 코일이 정위치에 고정되도록 하기도 한다.

코일의 정위치 고정의 측면에서 1차 코일과 2차 코일 양쪽 모두에 영구자석을 적용하는 경우가 바람직하지만, 표준화(WPC)의 관점에서는 두 영구자석의 극성도 표준화해야할 필요가 발생하고, 이런 표준화를 이루지 못할 경우 두 영구자석의 극성 차이로 인하여 호환 사용이 불가능하게 될 수 있다.

1차 코일에만 영구자석을 적용할 경우, 1차 코일 영구자석의 자력이 휴대전화기의 배터리커버에 적용한 넓은 시트 형태의 페라이트에 작용하여 2차 코일을 고정시키는 것으로서, 페라이트의 넓이만큼 1차 코일에 대한 2차 코일의 위치에 편차가 발생하게 되므로, 최적의 충전효율을 보장하기 어렵고, 또한 높은 자기장의 세기와 높은 투자율을 가진 영구자석과 배터리의 금속성분의 상호작용으로 인한 1차 코일의 전자기장이 왜곡되지 않고 2차 코일에 전송되도록 배터리커버에 0.6mm 이상의 두꺼운 페라이트를 사용해야만 하는 문제점을 초래하며, 이것은 휴대전화기의 소형화와 경량화에 악영향을 미친다.

도9에서 배터리커버(220)에 적용된 페라이트(222)는, 2차 코일의 정위치 고정을 위해 충전매트(210)에 영구자석(215)을 적용함에 따른 1차 코일(214)의 전자기장의 왜곡과, 배터리(230)에 포함된 알루미늄이나 철과 같은 금속성분이 2차 코일에서의 전자기유도를 방해하는 것을 차단하기 위한 것이다.

요컨대, 도9에 도시된 종래 무접점 충전 시스템의 경우, 두 코일의 정위치 고정을 위해 영구자석(215)을 적용하는 것 등에 따른 불가피한 조치로, 두께 0.3mm 정도의 피복 구리선으로 된 제2 코일(223)과 두께 0.6mm 이상의 페라이트(222)를 적용할 수밖에 없었으며, 이로 인하여 제2 코일(223)과 페라이트(222)는 그 접착필름까지를 더하면 전체의 두께가 1mm에 이르고, 플라스틱 사출물(221)까지를 더한 전체의 배터리커버(220)의 두께가 3mm 정도까지 두꺼워지게 됨으로써, 결과적으로 휴대전화기의 소형화 및 경량화에 부합하지 못하였다.

무접점 충전 시스템의 충전효율을 개선하기 위한 다른 종래기술로서는, 대한민국 공개특허 제10-2010-0074595호(2010. 07. 02. 공개)의 '무선 충전 시스템 및 방법', 대한민국 등록특허 제10-1063154호(2011. 09. 01. 등록)의 '무접점 충전 장치', 대한민국 등록특허 제10-0819604호(2008. 03. 28. 등록)의 '충전효율의 편차가 개선된 무선 충전기', 대한민국 공개특허 제10-2009-0025876호(2009. 03. 11. 공개)의 '위치인식 무접점 전력 공급장치와 배터리 충전장치 및 이를 이용한 충전시스템', 대한민국 공개특허 제10-2009-0059507호(2009. 06. 11.)의 '충전상태 표시기능을 갖는 무접점 충전장치 및 그 충전방법', 대한민국 공개특허 제10-2009-0062224호(2009. 06. 17.공개)의 '무선 충전용 메뉴 제공 기능을 갖는 이동 단말기 및 그 충전방법' 등이 있다.

무접점 충전의 충전효율개선과 관련하여, 무접점 충전 시스템의 충전에 관여하는 전압이나 전류를 검출하여 그 충전효율을 표시함으로써 사용자로 하여금 보다 높을 충전효율로 충전할 수 있도록 유도하는 방법이 제안되어 있다.

대표적이 휴대기기인 휴대전화기에서 전압이나 전류를 검출하여 얻는 백분율 충전효율은 출력에서 소비되는 전력과 입력에서 공급되는 전력의 비율을 백분율, 즉(Power_out/ Power_in)×100로 나타낼 수 있다(여기에서 Power_out은 충전전압×충전전류이고 휴대전화기에서 제어되며, Power_In은 충전패드 공급전압×충전패드 소비전류이다).

예를 들면, 2차 코일의 정류회로(Power_out)에서 배터리에 공급되는 충전전압이 5V이고 600mA로 충전되는 것을 상정할 때 출력전력(Power_out)은 3W가 되고, 충전패드의 1차 코일에서 소비되는 전력은 충전패드 DC 공급전압(예, 19V)로 일정하다고 가정하면 충전패드 소비전류가 약 226mA 일 때 대략 70%의 충전효율이 된다.

이때 충전효율이 저하된다는 것은, 출력전력(Power_out)의 경우 배터리의 충전 시간을 관리하기 위하여 휴대전화기에서 항상 일정하게 유지하므로, 충전패드의 소비 전류가 변화하는 것을 의미하며, 이것은 휴대폰의 충전 시간과는 차이가 있다.

전압이나 전류를 검출하여 얻는 백분율 충전효율은, 충전패드의 입력전력과 휴대폰의 무접점 충전 출력전력을 모두 측정한 후에 서로 분리되어 있는 일측의 장치(송신부인 충전패드 또는 수신부인 휴대전화기)에서 각각 측정한 값을 타측의 장치에 전달하여야만 충전패드에서 또는 휴대전화기에서 충전효율을 계산할 수 있다.

그러나 상기 두 장치(충전패드와 휴대전화기)는 물리적으로 분리된 상태에서 상호 무선(무접점)으로 충전하는 시스템이므로, 어느 한 장치에서 측정한 전류 또는 전압 값을 다른 장치에 전달하기 위해서는 데이터 전송을 위한 별도의 무선통신수단을 필요로 하며, 따라서 전압 또는 전류의 측정치에 의한 충전효율의 계산은 비효율적이고 매우 복잡한 방법이라 아니할 수 없다.

더욱이 휴대전화기에 사용되는 리튬이온(Li-ion) 이나 리튬 폴리머(Li-Polymer) 배터리는, 급속한 충전과 방전에 의한 폭발의 위험을 방지하는 등 안정성을 보장하기 위해, 배터리에 유입되는 충전전류를 휴대전화기에서 적절히 제어하고 있고(예: Trickle Charge, Pre-Charge, Fast Charge, 및 End of charge), 충전전압 또한 항상 일정하게 유지할 것을 요구하고 있다는 점을 고려한다면, 전압이나 전류에 근거한 충전효율의 계산은 휴대전화기의 실제 사용 환경에 적용하기에 쉽지 않다.

초기의 무접점 충전은 '고정된' 주파수에서 1차 코일과 2차 코일이 정확하게 수직으로 일치시키는 것을 조건으로 최대의 충전효율이 출력되도록 하는 시스템에서 시작하여, 현재는 1차 코일에 대해 2차 코일이 수평 방향으로 일정 거리만큼 이동하여도 1차 코일에 공급되는 충전주파수와 전압을 가변함으로서 2차 코일에서 유기되는 유도기전력을 보상하여 안정적인 충전효율을 유지하면서 충전이 가능 하도록 하는 충전주파수 가변 시스템으로 발전하였다.

그러나 충전주파수의 가변에도 불구하고, 비록 유도기전력이 발생하는 범위 내라고 하더라도 1차 코일과 2차 코일이 정위치로부터 수평 방향으로 벗어나 있게 되면 최소의 유도기전력이 유기되는 최외곽에서는 급격한 효율 저하를 피할 수 없다.

충전효율이 저하되는 최외곽의 경우 2차 코일의 정류회로는 유입된 유도기전력의 저하로 인한 충전전압의 부족분을 보상하기 위하여 1차 코일에 더 많은 전압 상승을 요청하게 되고, 이런 상승된 전압은 1차 코일로부터 2차 코일이 벗어난 정도 만큼 2차 코일의 한쪽으로만 유입되어 전류가 상승되므로 발열을 일으키는 원인이 된다. 즉, 2차 코일의 저항을 R이라 할 때, R은 항상 일정하고 유도되는 자기장의 세기의 변화는 도선에 흐르는 전류와 비례하므로 과도한 유도자기장의 세기는 2차 코일에 흐르는 전류를 증가시켜 2차 코일에서의 발열의 원인이 된다.

본 발명의 목적은, 1차 코일(예, 충전패드)에 대한 2차 코일(예, 휴대전화기의 배터리커버)의 위치(즉, 충전효율에 따라)에 따라 전자기유도에 사용되는 충전주파수를 가변하여 충전효율을 보완하는 무접점 충전 시스템에 관련하여, 가변하는 충전주파수를 검출하여 검출된 충전주파수로부터 해당 위치에서의 충전효율을 산출하고, 산출된 충전효율을 사용자가 알 수 있는 방법으로 표시함으로써, 사용자로 하여금 최고의 충전효율을 갖는 최적의 위치로 1차 코일에 대한 2차 코일의 위치를 조절할 수 있도록 유도하고, 결과적으로 가능한 높은 충전효율로 무접점 충전을 실행할 수 있도록 함으로써 불필요한 전력 소비를 줄여 에너지 낭비를 줄일 수 있도록 함과 아울러, 충전 과정에서 발생하는 발열을 최소화하고자 하는 것이다.

본 발명에 따라 충전효율표시장치를 구비한 무접점 충전 시스템과 무접점 충전 시스템의 충전효율 표시방법이 제공된다.

본 발명에 따른 무접점 충전 시스템은, 1차 코일을 구비하는 송신부와 2차 코일을 구비하는 수신부를 포함하고, 상기 1차 코일과 상기 2차 코일 사이에서 발생하는 유도기전력에 의해 상기 2차 코일에 전기적으로 연결된 배터리를 충전하는 무접점 충전 시스템으로서, 상기 송신부 또는 상기 수신부에 설치되어 상기 배터리의 충전효율을 표시하는 충전효율표시장치를 포함한다.

상기 충전효율표시장치는, 상기 송신부에 상기 수신부를 근접시켜 충전을 실행할 때, 상기 1차 코일과 상기 2차 코일 사이의 전자기유도에 사용되고 상기 충전효율에 비례적으로 가변되는 충전주파수를 검출하는 주파수검출부; 및 검출된 상기 충전주파수로부터 상기 충전효율을 산출하여 표시하는 표시부; 를 포함한다.
본 발명에 따른 무접점 충전 시스템의 충전효율 표시방법은, 1차 코일을 구비하는 송신부와 2차 코일을 구비하는 수신부를 포함하고, 상기 1차 코일과 상기 2차 코일 사이에서 발생하는 유도기전력에 의해 상기 2차 코일에 전기적으로 연결된 배터리를 충전하는 무접점 충전 시스템에 있어서, 상기 배터리의 충전효율을 표시하는 방법으로서, 상기 송신부에 상기 수신부를 근접시켜 충전을 실행할 때, 상기 1차 코일과 상기 2차 코일 사이의 전자기유도에 사용되고 상기 배터리의 충전효율에 비례적으로 가변되는 충전주파수를 검출하는 단계; 및 검출된 상기 충전주파수로부터 산출된 상기 충전효율을 사용자가 알 수 있는 방법으로 표시하는 단계; 를 포함한다.

삭제

바람직하게, 본 발명에 따른 무접점 충전 시스템의 충전효율 표시방법은, 검출된 상기 충전주파수로부터 산출된 상기 충전효율이 정해진 한계효율에 미치지 못할 경우, 상기 1차 코일에 대한 상기 2차 코일의 정위치 불일치를 경고하여, 사용자로 하여금 상기 송신부에 대한 상기 수신부의 위치를 변경하도록 유도하는 단계를 더 포함한다.

바람직하게, 본 발명에 따른 무접점 충전 시스템의 충전효율 표시방법은, 상기 불일치의 경고하고 정해진 시간 경과 후에, 상기 송신부에 대한 상기 수신부의 위치 변경에 따른 상기 충전주파수의 변화가 검출되지 않을 경우에, 충전전류를 상대적으로 낮게 제한하거나 무접점 충전을 종료시키는 단계를 더 포함한다.

바람직하게, 본 발명에 따른 무접점 충전 시스템의 충전효율 표시방법에서, 상기 충전주파수 검출단계는, 상기 송신부에 대한 상기 수신부의 다양한 위치를 스캔하여 다수 위치에서의 상기 충전주파수들을 검출하고, 다수의 검출된 상기 충전주파수들에서 최소값과 최대값을 획득하여 오프셋 값을 조정함으로써 상기 전자기유도에 사용하는 상기 충전주파수를 교정하는 단계를 더 포함한다.

본 발명에 따른 충전효율표시장치를 구비한 무접점 충전 시스템 및 충전효율 표시방법에 의하면, 무접점 충전에서 전자기유도에 사용되는 충전주파수를 가변하여 충전효율을 보완하는 무접점 충전 시스템에 관련하여, 가변하는 충전주파수를 검출하여 검출된 충전주파수로부터 해당 위치에서의 충전효율을 산출하고, 산출된 충전효율을 사용자가 알 수 있는 방법으로 표시하여 줌에 따라, 사용자로 하여금 최고의 충전효율을 갖는 최적의 위치로 1차 코일에 대한 2차 코일의 위치를 조절할 수 있도록 유도하고, 결과적으로 가능한 높은 충전효율로 무접점 충전을 실행할 수 있도록 함으로써 불필요한 전력 소비를 줄여 에너지 낭비를 줄일 수 있는 효과가 있으며, 아울러 과정에서 발생하는 발열을 최소화할 수 있다.

도1은 본 발명에 따른 예시적인 무접점 충전 시스템의 개략도,
도2는 본 발명에 바람직하게 적용되는 2차 코일의 개략도,
도3은 충전패드에 적용된 예시적인 충전효율표시장치의 블록도,
도4는 휴대전화기에 적용된 예시적인 충전효율표시장치의 블록도,
도5는 1차 코일에 2차 코일이 정위치에 고정된 최고의 충전효율일 때의 주파수 사진,
도6은 1차 코일로부터 2차 코일이 일정거리 벗어나 최저의 충전효율일 때의 주파수 사진,
도7은 본 발명에 따른 예시적인 무접점 충전 시스템의 충전효율을 표시하는 방법의 흐름도,
도8은 일반적인 유도전류방식의 무접점 충전 시스템의 개략도,
도9는 종래 휴대전화기에 적용된 무접점 충전 시스템의 개략단면도.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 충전효율표시장치를 구비한 무접점 충전 시스템 및 충전효율 표시방법을 상세히 설명한다. 이하의 구체예는 본 발명을 예시적으로 설명하는 것일 뿐 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 아니한다.

도1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 무접점 충전 시스템(1)은, 예를 들어 전원으로 배터리를 사용하는 휴대전화기 등에 적용되는 무접점 충전 시스템으로서, 종래의 무접점 충전 시스템과 마찬가지로, 1차 코일(11)을 구비한 송신부(10)와 2차 코일(21)을 구비한 수신부(20)를 포함한다.

도시된 구체예는 송신부(10)로서 충전매트가 적용되고 수신부(20)로서 휴대전화기의 배터리커버(20)가 적용된 예이며, 이하에서는 송신부와 충전매트에 동일한 도면부호 10을 사용하고, 배터리커버와 수신부에는 동일한 도면부호 20을 사용한다.

도시된 구체예에서 송신부(10)로서의 충전매트에는 전자기유도를 위한 1차 코일(11)과 함께 페라이트(12)를 포함하며, 1차 코일(11)과 송신부 페라이트(12)는 예를 들어 플라스틱 합성수지 등으로 성형 제작된 케이스(13) 내에 내장되어 있다.

더욱 구체적으로, 충전매트(10)는 케이스(13)의 저면 위에 올려진 PCB(인쇄회로기판)과 같은 기판(14) 위에 송신부 페라이트(12)가 적층되고, 송신부 페라이트(12) 위에 1차 코일(11)을 부착한 구조이다.

도시된 구체예에서 수신부(20)로서의 배터리커버는, 전자기유도를 위한 2차 코일(21)과 함께 수신부 페라이트(22)를 포함하며, 2차 코일(21)과 수신부 페라이트(22)는 배터리커버의 기본 소재로 널리 사용되고 있는 플라스틱 사출물(23)에 설치된다.

도2에 예시된 바와 같이, 2차 코일(21)은 베이스박막필름(21a) 위에 코일을 형성하는 루프 패턴의 전도성박막(21b)이 적층된 예를 들어 두께 0.15mm 이하의 시트 형태로 형성할 수 있다.

구체적으로, 2차 코일(21)은, 0.025mm 이하 두께의 폴리이미드필름과 같은 베이스박막필름(21a)의 상하 양면에 0.0175mm(0.5 온스) 내지 0.070mm(2온스) 두께의 동박(또는 동도금)과 같은 전도성박막(21b)이 피복된 전도성박막필름에 대해, 목적하는 2차 코일(21)의 패턴(루프 형태)에 맞게 상하 양면의 전도성박막을 에칭공정으로 가공하여 형성할 수 있다.

이때, 전도성박막필름의 일측면에 있는 전도성박막에는 루프 형상의 코일과 하나의 단자접속부(21c)를 형성하고, 타측면에 있는 전도성박막에도 루프 형상의 코일과 하나의 단자접속부(21c)를 형성한 다음에, 베이스박막필름(21a)에 상하에 있는 코일의 내측단에 대응하는 위치에 비아홀(21d)을 형성하고 비아홀(21d)을 도금함으로써 상하 양면에 있는 코일들을 전기적으로 연결할 수 있다.

결과로 형성된 2차 코일(21)은, 예를 들어 베이스박막필름(21a)의 양측면에 형성된 각각의 코일은, 최외곽 직경(R1)은 대략 37mm, 패턴의 폭(W)은 대략 1mm, 최내각 직경(R2)은 대략 16mm 이하로 하되, 일측면의 코일을 8회전하고 타측면의 코일도 8회전하여 총 16 회전의 루프를 형성 할 수 있다. 단자접속부(21c)에는 충전회로에 전기적으로 연결하기 위한 단자가 형성된다.

이와 같이 형성한 본 발명에 적용된 2차 코일(21)은 그 두께가 0.15mm 이하로 두께가 얇아진다.

또한 2차 코일(21)은 양면 전도성박막필름이 아닌 일면에만 전도성박막이 피복된 일면 전도성박막필름을 사용하여 베이스박막필름의 일면에만 코일을 형성하는 것, 에칭 공정을 적용하지 아니하고 베이스박막필름의 일면 또는 양면에 전도성 잉크로 루프 패턴을 인쇄하는 것, 전도성박막필름의 일면 또는 양면의 전도성박막을 에칭이 아닌 프레싱 가공하여 루프 패턴을 형성하는 것 등과 같이, 결과로 형성된 2차 코일(21)의 두께가 0.15mm 이하이고, 무접점 충전의 수신부 코일로서 기능할 수 있다면, 다양한 다른 방법으로 제조할 수 있다.

수신부 페라이트(22)로는, 0.15mm 이하의 두께의 얇은 페라이트를 사용할 수 있으며, WPC에서 표준화된 충전주파수 대역에 대응하도록 페라이트 성분에 망간과 니켈이 적정량 배합한 페라이트를 사용할 수 있다. 이런 수신부 페라이트(22)는 시트 형태의 페라이트를 부착하여 형성할 수도 있고 페라이트 용액을 도포함으로서 시트 형태로 성형되도록 할 수도 있다.

이렇게 제작된 박막시트 형태의 2차 코일(21)과 수신부 페라이트(22)는, 배터리커버(20)의 내면에 부착하여 배터리(30)와의 사이에 위치하도록 할 수도 있고, 플라스틱 사출물을 성형할 때 인몰드 사출방식으로 플라스틱 사출물(23) 속에 매립할 수도 있다.

이상과 같이 본 발명이 적용되는 휴대전화기의 무접점 충전 시스템(1)은, 배터리커버(20)에 0.15mm 이하의 2차 코일(21)과 0.15mm 이하의 수신부 페라이트(22)가 적용되므로, 배터리커버의 플라스틱 사출물(23)에 무접점 충전 시스템을 적용하는 것으로부터 기인되는 두께 부가가 단지 0.3mm 이하에 불과하게 되므로, 휴대전화기의 소형화 및 경량화에 부합할 수 있다.

휴대폰전화기에는 기지국과 통신을 위한 메인 통신안테나, 블루투스 안테나, 와이파이 안테나, LTE 안테나 등 수종의 다양한 안테나가 존재하므로, 무접점 충전용 2차 코일이 이들 안테나의 임피던스에 영향을 주어서 안테나 성능에 영향을 미칠 수 있기 때문에, 무접점 충전용 2차 코일은 이들 안테나의 임피던스에 영향을 최소화하기 위해 배터리 측에 위치한다.

그러나 이상에서 설명한 배터리커버(20: 수신부)를 장착한 휴대전화기를 기존의 충전매트(송신부)에 올려놓고 무접점 충전을 하게 되면, 20% 이하로 급격히 저하되는 현상이 발생하는 바, 그 이유는 앞서 도9을 참조하여 설명한 바와 같이, 기존의 충전매트에는 1차 코일의 중앙에 2차 코일을 정위치에 유지하기 위한 영구자석이 부착되어 있고, 상기 영구자석에 배터리가 접근하면 영구자석의 자기장이 1차 코일의 전자기장을 왜곡시키기 때문인 것으로 보인다.

즉, 도9의 충전매트에는 자기장의 세기 1,100 가우스 이상의 두께 2.6mm 및 직경 15mm 정도의 원판형 영구자석을 적용하고 있고, 본 발명에 적용하는 배터리커버(20)를 장착한 휴대전화기를 이런 영구자석이 있는 충전매트에 올려놓으면, 1차 코일(11)의 전자기장을 왜곡시키고 2차 코일(21)로의 전자기유도가 방해되어 충전효율이 현저히 저하된다.

이와 같은 이유로 본 발명에 적용된 충전매트(10)에는 기본적으로 종래에 적용하였던 영구자석을 적용하지 아니하며, 영구자석을 적용하지 아니한 충전매트(10)의 1차 코일(11)에 대해 배터리커버(20)의 2차 코일을 정위치에 위치시키면, 본 발명에 따른 무접점 충전 시스템(1)의 충전효율은 종래의 무접점 충전 시스템과 유사하게 70% 이상에 이르게 된다.

본 발명에 따른 무접점 충전 시스템(1)은, 1차 코일(11)에 대해 2차 코일(21)의 위치를 정위치하기 위한 방안으로 충전효율표시장치(40)를 포함한다.

앞서 언급한 바와 같이, WPC의 표준에서는, 1차 코일에 대한 2차 코일의 위치에 따라 저하되는 충전효율의 저하를 보안하기 위해 충전주파수(예, 100 내지 200 kHz)를 자동으로 변경하여 충전효율을 보완하고 있는 바, 이에 의하면 두 코일이 정위치에 근접할수록(즉, 충전효율이 높을수록) 전자기유도에 더 높은 충전주파수(예, 최대 200 kHz)를 사용하고 정위치로부터 벗어날수록(즉, 충전효율이 낮을수록) 더 낮은 충전주파수(예, 최소 100 kHz)로 서서히 변경시키면서 사용하게 되므로, 결과적으로 전자기유도에 사용되는 충전주파수는 충전효율과 비례적인 상관관계를 가지게 되며, 본 발명에 적용되는 충전효율표시장치(40)는 충전효율과 비례적인 관계에 있는 전자기유도에 사용된 충전주파수를 검출하여 이를 충전효율로 산출하여 표시한다.

본 발명이 적용되는 무접점 충전 시스템(1)에서 충전주파수와 충전효율 및 충전전류의 상관관계는 아래 표 1과 같이 예시할 수 있으며, 표 1을 보면 충전주파수와 충전효율은 비례의 상관관계가 있음을 알 수 있다.

번호	검출된 충전주파수	충전효율	충전 전류	오프셋
1	200kHz 이상	75 %	600mA 이상
2	180 kHz	70 %	500mA 이상
3	160 kHz	65 %	400mA 이상
4	140 kHz	60 %	300mA 이하
5	120 kHz	55 %	경고
6	100 kHz 이하	50 %	충전 중지

상기 충전효율표시장치(40)는, 충전매트(10)에 배터리커버(20)를 올려 충전을 실행할 때, 1차 코일(11)에 대한 2차 코일(21)의 위치에 따라 가변되는 전자기유도에 사용되는 충전주파수를 검출하는 주파수검출부(41), 및 검출된 충전주파수로부터 산출된 충전효율을 표시하는 표시부(42)를 포함한다.

충전효율표시장치(40)는 충전매트(10: 송신부)에 설치할 수도 있고, 배터리커버(20: 수신부)가 장착되는 휴대전화기에 설치할 수도 있다. 도1에서 도면부호 40의 충전효율표시장치를 충전매트(10)와 배터리커버(20) 양측 모두에 도시한 것은 충전효율표시장치(40)가 양자 중에 어느 쪽에 설치되어도 상관없음을 나타낸 것이다.

도3은 충전매트(10)에 충전효율표시장치(40)를 설치한 예로서, 상기 충전주파수검출부(41)는 발진부(43)에 의해 1차 코일(11)로부터 발진되는 충전주파수를 검출하고, 검출된 충전주파수는 증폭부(44)에 의해 적정 레벨로 증폭된 후에, 변환부(45)에 의해 디지털신호로 변환되고, 변환된 디지털신호는 연산부(46)에서 검출된 충전주파수에 대응하는 충전효율로 환산되고, 환산된 충전효율은 LCD나 LED와 같은 상기 표시부(42)에 사용자가 식별 용이하게 표시된다.

예를 들어 2차 코일(21)이 1차 코일(11)의 정위치에 위치할수록 전자기유도에 사용되는 충전주파수는 도5의 사진도면과 같이 200 kHz에 더 가깝게 되어 충전효율이 더 높아지게 되며, 반대로 충전 가능한 상태인 범위 내에서 정위치로부터 벗어나게 위치할수록 사용 충전주파수는 도6의 사진도면과 같이 100 kHz에 더 가깝게 되어 충전효율이 더 낮아지게 된다.

표시부(42)에 표시되는 충전효율은, 예를 들어 1단계 내지 5단계와 같은 단계나 퍼센트를 숫자로 표시할 수도 있고, 막대그래프나 색상 등으로 표시할 수 있는 등, 사용자가 충전효율을 용이하게 인식할 수 있는 방법이라면 특히 제한되지 아니한다.

사용자는 표시부(42)에 표시된 충전효율을 보고 충전패드(10)에서의 휴대전화기(즉, 배터리커버)의 위치를 이동시켜 충전효율이 더 높게 표시되는 위치에 휴대전화기를 위치시킴으로써 더 높은 최대의 충전효율로 배터리를 충전할 수 있다.

도4는 휴대전화기 측에 충전효율표시장치(40)가 설치된 예로서, 주파수검출부(41)는 1차 코일(11)에 의해 전자기유도 된 2차 코일(21)로터 발진되는 충전주파수를 검출하고, 검출된 주파수는 증폭부(44)에 의해 정적 레벨로 증폭된 후에, 변환부(45)에 의해 디지털신호로 변환되고, 변환된 디지털신호는 연산부(46)에서 검출된 주파수에 대응하는 충전효율로 환산되고, 환산된 충전효율은 LCD나 LED와 같은 상기 표시부(42)에 사용자가 식별 용이하게 표시된다.

충전효율표시장치(40)를 휴대전화기 측에 설치할 경우에, 바람직하게 충전회로와 함께 휴대전화기 본체에 설치하고, 이때 표시부(42)는 휴대전화기의 본래의 용도로 사용되는 메인 디스플레이(LCD 등)를 활용하는 것이 바람직할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 무접점 충전 시스템(1)에서의 충전효율의 산출은, 송신부(10)와 수신부(20)에서 전압이나 전류를 검출하여 산출하는 것이 아니라, 무접점 충전에 사용되고 있는 충전주파수를 검출하여 산출하는 것이므로, 송신부(10: 충전패드)와 수신부(20: 배터리커버 또는 배터리커버가 장착된 휴대전화기) 중 어느 한쪽에서 독립적으로 충전주파수를 검출하여 바로 충전효율을 산출할 수 있으며, 따라서 송신부와 수신부가 검출한 데이터를 상호 송수신할 필요가 없게 되므로, 결과적으로 충전효율의 산출을 위해 검출된 데이터의 전송을 위한 통신수단이 필요 없다.

더욱이 휴대전화기과 같은 휴대기기에서는 안전을 위해 충전전류나 충전전압을 변화시켜도 본 발명은 충전효율에 밀접하게 상관관계가 있는 충전주파수를 검출하는 것이므로, 변동성 없이 매우 정확하고 간편하게 충전효율을 산출할 수 있고 이를 표시할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 무접점 충전 시스템의 충전효율 표시방법을 설명한다.

본 발명에 따른 충전효율 표시방법은, 앞서 이미 설명한 바와 같이, 송신부(10)에 수신부(20)를 근접시켜 충전을 실행할 때, 1차 코일(11)과 2차 코일(21) 사이의 전자기유도에 사용된 충전주파수를 검출하는 단계와, 검출된 충전주파수로부터 산출된 충전효율을 사용자가 알 수 있는 방법으로 표시하는 단계를 포함한다.

따라서 사용자는 표시부(42)에 표시된 충전효율을 보고, 송신부(10: 충전패드)에 대한 수신부(20: 배터리커버가 장착된 휴대전화기)의 위치를 이동시킴으로써 보다 높은 충전효율을 나타내는 위치로 수신부(20)의 위치를 탐색하고, 보다 높은 충전효율로 배터리(30)를 충전할 수 있게 된다.

부가하여, 표시부(42)에 충전효율을 표시하는 것만으로는 저효율로 충전되고 있는 상태를 사용자에게 인식시키는 것에 불충분할 수 있으므로, 주파수검출부(41)에 의해 검출된 충전주파수로부터 산출된 충전효율이 정해진 한계효율(예, 65%)에 이르지 못하는 한계 상태일 경우에는, 표시부(42)에의 경고표시 또는 배터리커버(20: 수신부)가 장착되는 휴대전화기 본체를 통한 경고음향과 같이, 사용자가 알 수 있는 방식으로, 1차 코일(11)에 대한 2차 코일(21)의 불일치를 경고할 수 있고, 이런 불일치의 경고를 통해 사용자로 하여금 송신부(10)에 대한 수신부(20)의 보다 바람직한 위치로의 이동을 보다 적극적으로 유도할 수 있다.

상기와 같은 불일치의 경고에도 불구하고 사용자가 송신부(10)에 대한 수신부(20)의 위치를 변경하지 아니하고 방치할 경우, 즉, 불일치의 경고를 하고 정해진 시간이 경과한 후에 다시 검출한 충전주파수가 그 이전의 충전주파수와 변화가 없을 때, 충전전류를 상대적으로 낮게 제한하거나 무접점 충전을 종료시킬 수 있다. 이것은 1차 코일에 대한 2차 코일의 정위치 이탈로 인해 충전효율이 저하되는 지점에서 급격하게 발생될 수 있는 발열의 제어하기 위한 것으로서, 충전전류를 낮게 유지하거나 충전을 중단하여 2차 코일에 흐르는 전류를 감소시키거나 중단함으로써, 2차 코일의 발열에 의한 위험을 방지하기 위한 것이다.

무접점 충전 시스템은 호환 사용을 위해 WPC에 의해 표준화 되고 있는 바, 표준화에 의해 상호 호환되는 무접점 충전 시스템들은 앞서 예시한 표 1의 충전주파수와 충전효율의 상관관계에 준하여 제작될 것이지만, 본 발명의 무접점 충전 시스템의 보다 정교한 충전효율 관리를 위해서는 호환되는 불특정 충전패드를 사용하여 휴대전화기를 충전할 때, 충전패드(10)의 1차 코일(11)과 휴대전화기(배터리커버: 20)의 2차 코일(21) 간의 상호 인덕턴스 결합으로 인하여, 충전패드(10)의 1차 코일(11)에서 가변 가능한 충전주파수의 범위가 일부 제한되거나 변경될 수 있으므로, 기기(충전패드)마다 편차가 있는 충전주파수의 차이를 계측하여 이를 교정함으로써 불특정 충전패드에 대한 휴대전화기 충전효율을 보다 효율적으로 관리하는 것이 바람직하며, 예를 들어 표 1에 예시된 충전주파수와 충전효율의 상관관계에 대한 오프셋 값을 적용하여 교정함으로써 최적의 충전효율로 무접점 충전이 가능하도록 할 수 있다.

구체적으로, 본 발명에 따른 무접점 충전 시스템의 충전효율 표시방법은, 특정 휴대전화기를 호환성 있는 임의의 불특정 충전패드를 사용하여 무접점 충전할 때, 상기 충전주파수 검출단계에서, 송신부(10)에 대한 수신부(20)의 다양한 위치를 스캔하여 다수 위치에서의 충전주파수들을 검출하고, 검출된 충전주파수들에서 최소값과 최대값을 획득하여 오프셋 값을 조정함으로써 전자기유도에 사용하는 충전주파수를 교정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

예를 들어, 충전주파수의 교정단계에서는, 기본적으로 충전패드에 휴대전화기를 접근하여 충전을 시작할 때, 상기 표시부(42) 등에 교정 여부를 묻는 화면을 출력할 수 있고, 교정을 선택하면 휴대전화기를 충전패드에서 수평으로 상하좌우방향으로 이동하면서 충전주파수가 검출되도록 한 후에, 가장 낮은 충전주파수와 가장 높은 충전주파수를 검출하고, 검출된 충전주파수부터 표 1에 예시된 충전주파수와 충전효율의 상관관계의 오프셋 값을 재조정함으로써 기기(충전패드)의 변경에 따른 충전주파수 변경을 교정하여 보다 높은 충전효율을 달성하도록 한다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 무접점 충전 시스템의 충전효율 표시방법을 도7의 흐름도를 통해 예시적으로 설명한다.

배터리의 충전은 그 잔량에 따라 충전 전류를 제어하는 것이 일반적인 바, 통상적으로 충전 과정은 유선이든 무선이든 Trickle Charge Mode(수 mA 이내), Pre-Charge Mode(수십 mA 이내), Fast Charge Mode(수백 mA) 및 End of Charge(충전종료)의 단계로 진행된다.

충전패드(10: 송신부)에 휴대전화기(배터리커버: 20, 수신부)를 거치하면 우선 Trickle Charge Mode로 무접점 충전이 개시되고(S10), 해당 거치 위치에서의 충전주파수를 검출하여 충전효율을 산출 및 표시한다(S20).

사용자는 표시부(42)에 표시된 충전효율을 보고 충전효율이 원하는 정도에 이르지 않는 경우 충전패드에 대한 휴대전화기의 거치 위치를 변경하여 보다 높은 충전효율을 나타내는 위치로 휴대전화기의 위치를 이동할 수 있고, 이런 위치이동이 있으면 충전주파수가 변화되게 되는 바, 본 발명의 무접점 충전 시스템은 정해진 시간 내에 충전주파수의 변화가 있는지 판단하고(S21), 충전주파수의 변화가 있으면(YES, 즉 사용자가 휴대전화기의 거치 위치를 이동시켰으면) 변화된 충전주파수로부터 산출된 충전효율을 다시 표시하는 과정(S20)을 반복하도록 할 수 있으며, 이런 반복 과정을 통해 사용자는 자발적으로 보다 높은 충전효율을 보이는 위치를 찾아 충전패드에 휴대전화기를 거치시킬 수 있다.

S20 및 S21 과정이 종료되거나 해당 과정이 진행되지 않을 경우(즉, 충전주파수의 변화 없이 일정 시간이 경과하면), 최종 산출된 충전효율이 정하여진 한계효율(예, 65%)을 초과하는지 판단한다(S30).

산출된 충전효율이 한계효율을 초과하지 않으면(NO), 예를 들어 표시수단(42)을 통해 경고를 하고(S41), 사용자로 하여금 충전패드(10)에 대한 휴대전화기의 거치 위치를 이동(S42)하도록 유도하며, 경고 후 정해진 시간 경과 후에 다시 충전주파수를 스캐닝(검출)하여 다시 검출한 충전주파수가 직전의 충전주파수와 차이가 있는지(변화되었는지) 판단한다(S43).

정해진 시간 후에 충전주파수가 변화되었으면(YES), 변화된 충전주파수로부터 충전효율을 산출 및 표시하며(S44), 이때 표시부(42) 등을 통해 충전효율이 높은 위치를 안내할 수도 있다(S44). 충전주파수 교정 기능이 탑재되어 있고 무접점 충전을 개시한 후에 사용자가 교정 모드를 선택한 경우(도시 생략)의 위치 안내는 최소값 및 최대값의 충전주파수를 나타내는 위치로의 이동을 안내하여 충전주파수를 교정한다.

이후, 단계 S44에서 검출된 충전주파수로부터 산출된 충전효율이 한계효율을 초과하는지를 다시 판단하고(S30), 한계효율에 이르지 못한 경우(NO)에는 다시 단계 S41 내지 S44를 반복 실행한다.

충전효율이 정해진 값에 이르지 않음에도 불구하고 사용자가 충전패드에서 휴대전화기의 거치 위치를 변경하고 있지 아니하는 경우 사용자로 하여금 보다 높은 충전효율을 나타내는 위치로 휴대전화기의 위치를 이동할 수 있도록 알려 주는 것(경고하는 것)이 바람직한바, 단계 S41 내지 단계 S44는 경고를 통해 사용자로 하여금 보다 높은 충전효율을 보이는 위치를 찾아 충전패드에 휴대전화기를 거치시키도록 유도하는 과정이다.

단계 S30에서 한계효율을 초과한 경우(YES)에는, 배터리의 충전이 완료되었는지 판단하고(S50), 완료 되었으면 충전을 종료한다(S60). 이때 배터리의 충전이 완료되지 않았으면(NO), 충전전류를 Pre-Charge Mode(수십 mA 이내) 또는 Fast Charge Mode(수백 mA)로 변경하고(S71), 다시 충전주파수를 검출하여 충전효율을 산출 및 표시한다(S72). 그리고 다시 검출된 충전주파수로부터 산출된 충전효율이 한계효율을 초과하는지 판단하고(S30), 충전이 완료될 때까지 S41 내지 S44 및 S71 및 S72 과정을 반복한다.

단계 S43에서 정해진 시간 내에 충전주파수의 변화가 없으면(NO), 충전전류를 제한된 전류(예, 300mA; 충전효율 50%)로 설정하여 충전을 진행하고(S80), 단계 S50으로 돌아가 배터리의 충전이 완료되었는지를 판단한다.

도7에는, 단계 S20과 단계 S21에 따른 사용자에 의한 자발적 위치이동과, 단계 S41 내지 단계 S44에 따른 경고를 통한 위치이동이 모두 적용되어 있지만, 양자 중에 어느 한 과정만을 적용하여도 본 발명의 목적을 달성할 수 있음은 당연하다.

1: 본 발명에 따른 무접점 충전 시스템
10: 충전매트 11: 1차 코일
12: 송신부 페라이트 13: 케이스
20: 배터리커버 21: 2차 코일
22: 수신부 페라이트 23: 플라스틱 사출물
30: 배터리 40: 충전효율표시장치
41: 주파수검출부 42: 표시부

Claims (5)

1차 코일(11)을 구비하는 송신부(10)와 2차 코일(21)을 구비하는 수신부(20)를 포함하고, 상기 1차 코일(11)과 상기 2차 코일(21) 사이에서 발생하는 유도기전력에 의해 상기 2차 코일(21)에 전기적으로 연결된 배터리(30)를 충전하는 무접점 충전 시스템에 있어서,
상기 송신부(10) 또는 상기 수신부(20)에 설치되어 상기 배터리(30)의 충전효율을 표시하는 충전효율표시장치(40)를 포함하고;
상기 충전효율표시장치(40)는, 상기 송신부(10)에 상기 수신부(20)를 근접시켜 충전을 실행할 때, 상기 1차 코일(11)과 상기 2차 코일(21) 사이의 전자기유도에 사용되고 상기 충전효율에 비례적으로 가변되는 충전주파수를 검출하는 주파수검출부(41); 및 검출된 상기 충전주파수로부터 상기 충전효율을 산출하여 표시하는 표시부(42);
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 충전효율표시장치를 구비한 무접점 충전 시스템.

1차 코일(11)을 구비하는 송신부(10)와 2차 코일(21)을 구비하는 수신부(20)를 포함하고, 상기 1차 코일(11)과 상기 2차 코일(21) 사이에서 발생하는 유도기전력에 의해 상기 2차 코일(21)에 전기적으로 연결된 배터리(30)를 충전하는 무접점 충전 시스템에서,
상기 송신부(10)에 상기 수신부(20)를 근접시켜 충전을 실행할 때, 상기 1차 코일(11)과 상기 2차 코일(21) 사이의 전자기유도에 사용되고 상기 배터리(30)의 충전효율에 비례적으로 가변되는 충전주파수를 검출하는 단계; 및
검출된 상기 충전주파수로부터 산출된 상기 충전효율을 사용자가 알 수 있는 방법으로 표시하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 무접점 충전 시스템의 충전효율 표시방법.

제2항에 있어서,
검출된 상기 충전주파수로부터 산출된 상기 충전효율이 정해진 한계효율에 미치지 못할 경우, 상기 1차 코일(11)에 대한 상기 2차 코일(21)의 정위치 불일치를 경고하여, 사용자로 하여금 상기 송신부(10)에 대한 상기 수신부(20)의 위치를 변경하도록 유도하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 무접점 충전 시스템의 충전효율 표시방법.

제3항에 있어서,
상기 불일치의 경고하고 정해진 시간 경과 후에, 상기 송신부(10)에 대한 상기 수신부(20)의 위치 변경에 따른 상기 충전주파수의 변화가 검출되지 않을 경우에, 상기 배터리(30)의 충전전류를 상대적으로 낮게 제한하거나 무접점 충전을 종료시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 무접점 충전 시스템의 충전효율 표시방법.

제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 충전주파수 검출단계는, 상기 송신부(10)에 대한 상기 수신부(20)의 다양한 위치를 스캔하여 다수 위치에서의 상기 충전주파수들을 검출하고, 다수의 검출된 상기 충전주파수들에서 최소값과 최대값을 획득하여 오프셋 값을 조정함으로써 상기 전자기유도에 사용하는 상기 충전주파수를 교정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 무접점 충전 시스템의 충전효율 표시방법.

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