KR101226239B1 - 무접점 충전 시스템 - Google Patents

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Abstract

무접점 충전 시스템을 개시한다. 데이터 통신이나 무접점 충전이 가능한 무접점 충전 시스템은 전자기 유도 방식으로 교류 전원을 송수신하고, 상기 교류 전원에 데이터 신호를 변조하여 삽입하는 1차측 장치 및 1차측 장치에 상응하여 배치되고, 전자기 유도 방식으로 상기 교류 전원과 교류 전원에 변조되어 삽입된 데이터 신호를 송수신하는 2차측 장치를 포함한다.

Description

무접점 충전 시스템{System for Contactless Charge}
본 발명은 무접점 충전 시스템에 관한 것이다.
배터리팩(Battery Pack)은 휴대전화, PDA(Personal Digital Assistants), MP3 플레이어, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 단말기, PMP(Portable Music Player) 등의 각종 휴대용 단말기에 전원을 공급하도록 휴대용 단말기에 결합되어 사용된다.
휴대용 단말기 사용자는 배터리팩의 전압이 소정 레벨 이하로 떨어지면, 충전기를 이용하여 배터리팩을 충전한 후 다시 사용한다. 이때, 대부분의 배터리팩에는 충전기에 마련된 충전 단자에 전기적으로 연결될 수 있도록 외부로 노출된 접속 단자가 구비되어 있으므로 사용자는 충전기의 충전 단자와 배터리팩의 접속 단자를 서로 접속하여 전기적인 연결상태를 유지한 상태로 충전을 진행한다.
하지만 충전기의 충전 단자와 배터리팩의 접속 단자는 외부에 노출되어 있으므로 이물질에 의해 쉽게 오염될 수 있고, 충전기와 배터리팩을 접촉하거나 분리하는 과정에서 마모가 발생되며, 습기가 있는 경우 부식되어 접속이 불량해짐은 물론, 배터리팩 내부에 습기가 침투하는 경우 배터리팩의 수명 및 성능이 저하되는 문제점이 있었다. 이러한 단자 공급 방식의 문제점을 해결하기 위하여, 무접점 충전에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 데이터 통신이나 무접점 충전이 가능한 무접점 충전 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 무접점 충전 시스템을 제공한다.
데이터 통신이나 무접점 충전이 가능한 무접점 충전 시스템은 전자기 유도 방식으로 교류 전원을 송수신하고, 상기 교류 전원에 데이터 신호를 변조하여 삽입하는 1차측 장치 및 1차측 장치에 상응하여 배치되고, 전자기 유도 방식으로 상기 교류 전원과 교류 전원에 변조되어 삽입된 데이터 신호를 송수신하는 2차측 장치를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 1차측 장치는 2차측 장치로 전송할 전원을 제공하는 전원 공급부, 2차측 장치의 ID를 체크하고, 전원 공급부에서 공급되는 전원을 모니터링하는 전원 제어 회로부, 전원 제어 회로부를 제어하는 제1 중앙 처리부, 2차측 장치로 전송할 전원을 스위칭하는 스위칭부, 제1 중앙 처리부의 제어에 따라 스위칭부의 스위칭 동작에 대한 제어 신호를 출력하는 스위칭 구동 회로부, 고속 통신을 위해 교류 전원에 삽입되어 송수신되는 데이터 신호를 부호화하거나 복호화하는 제1 통신 제어부, 1차측 코일부와 연결되어 데이터 신호를 송수신하는 제1 데이터 커플링부, 무접점 충전과 데이터 통신의 간섭을 방지하도록 전자기 유도 방식의 전원 전송을 위한 주파수와 상이하게 변조된 데이터 신호의 주파수를 조정하는 제1 출력 조정부 및 교류 전원과 교류 전원에 삽입된 데이터 신호를 2차측 장치로 송신하거나 수신하는 1차측 코일부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 1차측 코일부는 2차측 장치에 상응하여 전자기 유도 방식으로 교류 전원을 송수신하는 제1 코일 유닛 및 교류 파형으로 변조되어 교류 전원에 삽입되는 데이터 신호를 2차측 장치로 송수신하는 제2 코일 유닛을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 1차측 장치는 제1 통신 제어부에서 생성된 신호를 미리 설정된 통신망의 신호로 규격화하는 제1 인터페이스부 및 통신망에 연결되어 통신을 수행하는 제1 통신부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 2차측 장치는 1차측 장치로부터 전송된 전원을 1차로 변환하는 제1 변환부, 제1 변환부에서 변환된 전원을 2차로 변환하는 제2 변환부, 제2 변환부에서 변환된 전원을 저장하는 배터리, 제2 변환부에서 변환된 전원을 체크하고 1차측 장치로 전송할 ID 데이터를 생성하는 제2 중앙 처리부, 제2 중앙 처리부의 제어에 따라 ID 데이터로 ID 데이터 신호를 생성하는 ID 구동 회로부, 교류 전원에 삽입되어 송수신되는 데이터 신호를 부호화하거나 복호화하는 제2 통신 제어부, 2차측 코일부와 연결되어 데이터 신호를 송수신하는 제1 데이터 커플링부, 무접점 충전과 데이터 통신의 간섭을 방지하도록 전자기 유도 방식의 전원 전송을 위한 주파수와 상이하게 변조된 데이터 신호의 주파수를 조정하는 제2 출력 조정부 및 교류 전원과 교류 전원에 삽입된 데이터 신호를 1차측 장치로 송신하거나 수신하는 2차측 코일부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 2차측 코일부는 1차측 장치와 상응하여 전자기 유도 방식으로 교류 전원을 송수신하는 제3 코일 유닛 및 교류 파형으로 변조되어 교류 전원에 삽입되는 데이터 신호를 1차측 장치로 송수신하는 제4 코일 유닛을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 2차측 장치는 제2 통신 제어부에서 생성된 신호를 미리 설정된 통신망의 신호로 규격화하는 제2 인터페이스부 및 통신망에 연결되어 통신을 수행하는 제2 통신부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 무접점 충전 시스템은 유도기전력을 이용한 무접점 전원 전송에 의해 1차측 장치와 2차측 장치 사이의 무선 데이터 통신과 무선 충전을 동시에 실시할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 무접점 충전 시스템은 2차측 장치의 ID를 인식하여 충전 대상 여부를 식별할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무접점 충전 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 1차측 장치와 2차측 장치 사이의 데이터 통신의 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 3 내지 도 11은 도 1에 도시된 1차측 장치를 구성하는 각 부분의 회로 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 12 내지 도 16은 도 1에 도시된 2차측 장치를 구성하는 각 부분의 회로 실시 예를 나타내는 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 무접점 충전 시스템에 관하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무접점 충전 시스템을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 무접점 충전 시스템은 1차측 장치(100) 및 2차측 장치(300)를 포함한다.
1차측 장치(100)는 전원 공급부(110), 전원 제어 회로부(120), 제1 중앙 처리부(130), 스위칭부(140), 스위칭 구동 회로부(150), 제1 통신 제어부(160), 제1 데이터 커플링부(170), 제1 인터페이스부(180), 제1 출력 조정부(195), 제1 통신부(190) 및 1차측 코일부(200)를 포함한다.
전원 공급부(110)는 직류 전원을 전원 제어 회로부(120)로 제공한다. 예를 들면, 전원 공급부(110)는 60Hz의 주파수를 갖고 약 12V 및 약 30W 출력을 갖는 입력 전원을 공급할 수 있는 SMPS(Switching Mode Power Supply)로 이루어진다. 여기서 전원 공급부(110)는 외부 장치로부터 전원을 공급받아 직류 전원을 전원 제어 회로부(120)로 제공한다. 전원 공급부(110)로 공급되는 전원은 컴퓨터의 USB포트의 전원, AC 아답터(Adapter), 시가잭(Cigar Jack) 등으로부터 입력되는 전원이 공급될 수 있다. 예를 들면, 전원 공급부(110)는 220V 및 60Hz의 전원을 공급받을 수 있다.
전원 제어 회로부(120)는 2차측 장치(300)의 ID를 체크한다. 이를 위해 전원 제어 회로부(120)는 2차측 장치(300)로부터 입력되는 ID 데이터를 재구성하여 확인한다. 또한, 전원 제어 회로부(120)는 전원 공급부(110)에서 공급되는 전원을 모니터링한다. 여기서 전원 제어 회로부(120)는 제1 중앙 처리부(130)의 제어에 따라 전원 공급부(110)에서 공급되는 전원의 전압이 미리 설정된 수준으로 제공되는지 모니터링한다.
제1 중앙 처리부(130)는 전원 제어 회로부(120), 스위칭부(140) 또는 스위칭 구동 회로부(150)를 제어한다. 예를 들면, 제1 중앙 처리부(130)는 전원 제어 회로부(120)의 ID 복호화 기능과 전원 모니터링 기능을 제어한다. 또한, 제1 중앙 처리부(130)는 스위칭부(140)의 스위칭 기능을 위한 스위칭 주파수를 형성한다. 또한, 제1 중앙 처리부(130)는 스위칭부(140)의 턴온/턴오프를 제어한다.
스위칭부(140)는 제1 중앙 처리부(130)의 제어에 따라 턴온/턴오프되어 스위칭 동작을 수행한다. 스위칭부(140)는 전원 제어 회로부(120)에서 공급되는 전원을 1차측 코일부(200)로 제공한다. 이러한 기능 수행을 위해 스위칭부(140)는 FET, BJT 등의 스위칭 소자를 포함한다.
스위칭 구동 회로부(150)는 제1 중앙 처리부(130)의 제어에 의한 스위칭 구동 신호를 생성한다. 스위칭 구동 회로부(150)는 생성된 스위칭 구동 신호를 스위칭부(140)로 제공한다.
제1 통신 제어부(160)는 고속 통신을 하기 위해 교류 커플링(AC coupling)된 신호를 부호화하거나 복호화한다. 이를 위해 제1 통신 제어부(160)는 CPU AV 칩셋(Chipset)을 포함할 수 있다.
제1 데이터 커플링부(170)는 충전 부분에 무선으로 데이터를 전달하기 위해 제1 통신 제어부(160)로부터 제공받은 데이터 신호를 1차측 코일부(200)로 전달한다.
제1 인터페이스부(180)는 제1 통신 제어부(160)에서 생성된 신호를 MAC 또는 PHY 계층을 이용하여 통신망에 적합한 신호로 규격화한다. 여기서 제1 인터페이스부(180)는 IEEE 802.3u 규격을 지원한다. 여기서 제1 인터페이스부(180)는 교류 커플링 신호를 PHY칩을 통해 일반 인터넷 데이터로 사용할 수 있도록 한다.
제1 출력 조정부(195)는 2차측 장치(300)의 충전 중 고속 데이터 통신이 영향을 받지 않도록 데이터 통신 신호의 주파수와 무선 충전에 따른 주파수와 상이하게 만든다. 또한, 제1 출력 조정부(195)는 약 2 ~ 30MHz 이내의 주파수를 걸러주는 기능을 수행한다. 이를 위해 제1 출력 조정부(195)는 밴드 패스 필터(Band Pass Filter) 회로를 포함할 수 있다.
제1 통신부(190)는 외부 장치와의 데이터 통신을 위해 통신망에 접속된다. 예를 들면, 제1 통신부(190)는 인터넷을 사용하기 위해 RJ45 커넥터를 포함할 수 있다.
1차측 코일부(200)는 스위칭부(140)와 연결되는 제1 코일 유닛(210) 및 제1 데이터 커플링부(170)와 연결되는 제2 코일 유닛(220)을 포함한다.
제1 코일 유닛(210)은 와이어를 와인딩하여 구성하거나 플레시블 기판 상에 패턴이 인쇄되어 구성될 수 있다. 여기서 제1 코일 유닛(210)은 미리 설정된 직경으로 형성된다. 제1 코일 유닛(210)은 스위칭부(140)로부터 유도기전력 생성을 위한 교류 전원을 공급받는다. 여기서 제1 코일 유닛(210)은 공급받은 교류 전원의 주파수를 이용하여 2차측 장치(300)의 2차측 코일부(400)에 교류 전원을 유도한다. 이에 대해서는 아래에서 2차측 코일부(400)와 함께 설명한다.
제2 코일 유닛(220)은 와이어를 와인딩하거나 플렉시블 기판 상에 패턴이 인쇄되어 구성될 수 있다. 제2 코일 유닛(220)은 제1 코일 유닛(210)의 내측에 배치된다. 즉, 제2 코일 유닛(220)은 제1 코일 유닛(210)보다 작은 직경으로 형성된다. 제2 코일 유닛(220)은 제1 데이터 커플링부(170)로부터 공급되는 데이터 신호의 주파수를 변조한다. 예를 들면, 제2 코일 유닛(220)은 주파수 편이 방식(Frequency Shift Keying: FSK)으로 데이터 신호를 변조한다.
2차측 장치(300)는 2차측 코일부(400), 배터리(310), 제1 변환부(320), 제2 변환부(330), 제2 중앙 처리부(340), ID 구동 회로부(350), 제2 통신 제어부(360), 제2 데이터 커플링부(370), 제2 인터페이스부(380), 제2 출력 조정부(395) 및 제2 통신부(390)를 포함한다.
2차측 코일부(400)는 제3 코일 유닛(410)과 제4 코일 유닛(420)을 포함한다.
제3 코일 유닛(410)은 제1 코일 유닛(210)과 마주하여 배치된다. 여기서 제3 코일 유닛(410)은 제1 코일 유닛(210)에 상응하도록 설정된 직경으로 형성된다. 이러한 제3 코일 유닛(410)은 전자기 유도 방식을 통해 제1 코일 유닛(210)로부터 교류 전원을 수신한다. 여기서 전자기 유도 방식은 서로 마주하여 배치된 제1 코일 유닛(210)과 제3 코일 유닛(410) 사이의 자기장에서 유도기전력이 생성되어 전원 전송이 가능한 무접점 전원 전송 방식을 의미한다. 이때, 제3 코일 유닛(410)은 제2 코일 유닛(220)에서 송신한 데이터 신호가 실린 교류 전원을 수신한다. 여기서 도 2을 더 참조하여 설명한다.
도 2는 도 1에 도시된 1차측 장치와 2차측 장치 사이의 데이터 통신의 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 더 참조하면, 교류 전원과 데이터 신호는 서로 다른 주파수를 갖는다. 예를 들어 교류 전원이 약 20KHz의 주파수를 갖는다면, 데이터 신호는 약 2MHz ~ 약 28MHz의 주파수를 갖는다. 이러한 교류 전원과 데이터 신호는 제1 코일 유닛(210)과 제3 코일 유닛(410) 사이에서 전력선에 변조 신호가 인가된 파형으로 합성되어 전송된다.
다시 도 1을 참조하면, 제4 코일 유닛(420)은 제2 코일 유닛(220)과 마주하여 배치된다. 여기서 제4 코일 유닛(420)은 제1 코일 유닛(210)에 상응하도록 설정된 직경으로 형성된다. 또한, 제4 코일 유닛(420)은 제3 코일 유닛(410)에서 수신되는 교류 전원에 실린 데이터 신호를 수신한다. 또한, 제4 코일 유닛(420)은 2차측 장치(300)에서 1차측 장치(100)로 송신할 데이터를 교류 파형으로 변조한 후 자기장을 통해 제2 코일 유닛(220)으로 송신할 수 있다.
제2 코일 유닛(220)과 제4 코일 유닛(420)은 둘 사이에서 데이터 신호의 직접 전송이 발생하지 않기 때문에 제1 코일 유닛(210)과 제3 코일 유닛(410) 사이의 무접촉 방식의 충전을 이용하여 데이터를 송수신한다.
본원 발명에서는 제1 코일 유닛(210)과 제2 코일 유닛(220) 사이에 형성된 자기장을 통해 제3 코일 유닛(410)에서 변조된 데이터 신호가 제4 코일 유닛(420)로 전송됨으로써 무접촉 충전과 데이터 통신이 함께 수행할 수 있다.
배터리(310)는 2차측 장치(300)의 구동을 위한 전원을 저장한다. 이를 위해 배터리(310)는 1차측 장치(100)로부터 공급되는 전원을 저장한다.
제1 변환부(320)는 제3 코일 유닛(410)으로부터 공급되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환한다. 이러한 제1 변환부(320)는 AC/DC 컨버터(321) 및 DC/AC 컨버터(325)를 포함한다. 여기서 AC/DC 컨버터(321)는 제3 코일 유닛(410)에서 공급되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환한다. 이러한 AC/DC 컨버터(321)는 1차측 장치(100)로부터 무선으로 공급되는 전원을 2차측 장치(300)의 전원으로 사용할 수 있게 만든다. 또한, DC/AC 컨버터(325)는 ID 구동 회로부(350)로부터 수신한 ID 데이터 신호를 교류 신호로 변환한다.
제2 변환부(330)는 제1 변환부(320)에서 변환된 직류 전원을 다시 2차로 변환하거나 출력을 조절한다. 제1 변환부(320)에서 1차로 변환된 직류 전원은 전압이 높아 바로 사용하지 못한다. 이에 따라, 제2 변환부(330)는 1차로 변환된 직류 전원을 2차측 장치(300)에서 사용할 수 있는 전압으로 변환하거나 출력을 조절한다. 예를 들어 제2 변환부(330)는 1차 변환된 직류 전원을 최대 6A까지 사용 가능한 2차측 장치(300)에서 사용할 수 있도록 변환한다.
이러한 제2 변환부(330)는 약 5.5V ~ 36V의 넓은 입력 전압 범위를 갖는다. 또한, 제2 변환부(330)는 약 90%의 고능률 변환 효율을 갖는다. 또한, 제2 변환부(330)는 약 5A의 전원을 안정적으로 출력한다. 또한, 제2 변환부(330)는 약 1.5%의 처음 정확도에 1.22V로 조정이 가능하여 넓은 산출 전압 범위를 갖는다. 또한, 제2 변환부(330)는 작은 여과기 크기를 위해 약 500KHz의 주파수를 조정할 수 있다. 또한, 제2 변환부(330)는 외부 부품을 극소화할 수 있다. 또한, 제2 변환부(330)는 약 18㎂의 셧 다운 공급 전류(Shut Down Supply Current)를 출력한다. 또한, 제2 변환부(330)는 빠른 응답 특성을 갖는다. 이러한 제2 변환부(330)는 초과 전류 제한, 과전압 보호 및 열 폐쇄에 의해 보호되는 체계를 갖는다. 또한, 제2 변환부(330)는 작은 크기의 열 발열패드 구조로 이루어진다. 이때, 제2 변환부(330)는 약 -40 ~ 125℃의 온도 범위에서 작동될 수 있다.
제2 중앙 처리부(340)는 제2 변환부(330)에서 변환된 전압을 체크한다. 또한, 제2 중앙 처리부(340)는 ID 데이터를 생성한다. 이러한 제2 중앙 처리부(340)는 턴온/턴오프를 제어한다.
ID 구동 회로부(350)는 제2 중앙 처리부(340)에서 생성된 ID 데이터를 1차측 장치(100)에 전송하기 위해 로드 커런트(Load Current) 방식으로 ID 데이터 신호를 출력한다. 이때, ID 구동 회로부(350)는 제1 변환부(320)에 ID 데이터 신호를 출력한다.
제2 통신 제어부(360)는 고속 통신을 하기 위해 교류 커플링(AC coupling)된 신호를 부호화하거나 복호화한다. 이를 위해 제2 통신 제어부(360)는 CPU AV Chipset을 포함할 수 있다.
제2 데이터 커플링부(370)는 충전 부분에 무선으로 데이터를 전달하기 위해 제2 통신 제어부(360)로부터 제공받은 데이터 신호를 2차측 코일부(400)로 전달한다.
제2 인터페이스부(380)는 제2 통신 제어부(360)에서 생성된 신호를 MAC 또는 PHY 계층을 이용하여 통신망에 적합한 신호로 규격화한다. 여기서 제2 인터페이스부(380)는 IEEE 802.3u 규격을 지원한다. 여기서 제2 인터페이스부(380)는 교류 커플링 신호를 PHY칩을 통해 일반 인터넷 데이터로 사용할 수 있도록 한다.
제2 출력 조정부(395)는 2차측 장치(300)의 충전 중 고속 데이터 통신이 영향을 받지 않도록 데이터 통신 신호의 주파수와 무선 충전에 따른 주파수와 상이하게 만든다. 또한, 제2 출력 조정부(395)는 약 2MHz ~ 약 30MHz 이내의 주파수를 걸러주는 기능을 수행한다. 이를 위해 제2 출력 조정부(395)는 밴드 패스 필터(Band Pass Filter) 회로를 포함할 수 있다.
제2 통신부(390)는 데이터 통신을 위해 통신망에 접속된다. 예를 들면, 제2 통신부(390)는 인터넷을 사용하기 위해 RJ45 커넥터를 포함할 수 있다.
도 3 내지 도 11은 도 1에 도시된 1차측 장치를 구성하는 각 부분의 회로 실시 예를 나타내는 도면이다. 여기서는 도 1의 구성 요소를 참조하여 도 3 내지 도 11의 회로를 설명한다.
전원 제어 회로부(120)는 도 3에 도시된 회로로 구성될 수 있다. 여기서 전원 제어 회로부(120)는 교류 파형으로 전달된 ID 데이터 신호를 하이 신호와 로우 신호로 구분하여 ID 데이터 신호를 구성한다.
제1 중앙 처리부(130)는 도 4에 도시된 회로로 구성될 수 있다. 여기서 제1 중앙 처리부(130)는 ID의 복호화와 충전 주파수 조절, 전류 감시, 턴온/턴오프 제어, UART 통신 등의 기능을 수행하기 위한 회로로 구성될 수 있다.
또한, 제1 중앙 처리부(130)는 도 5에 도시된 바와 같이 2차측 장치(300)로 제공되는 전원을 모니터링하기 위해 출력중인 전류를 전압으로 변경하는 회로를 포함하여 구성될 수 있다.
스위칭부(140)와 스위칭 구동 회로부(150)는 도 6에 도시된 회로로 구성될 수 있다. 여기서 스위칭부(140)는 약 12V 및 약 30W의 직류 출력 전원을 교류 전원으로 변환하여 출력한다.
또한, 스위칭부(140)와 스위칭 구동 회로부(150)는 도 7에 도시된 바와 같이 입력 부분에 휴즈를 포함하고 역전압을 방지하는 회로를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서 1차측 장치(100)는 제1 통신 제어부(160), 제1 데이터 커플링부(170), 제1 인터페이스부(180), 제1 출력 조정부(195) 또는 제1 통신부(190)에 전원을 공급하기 위해 는 도 8에 도시된 전원 회로를 포함할 수 있다.
도 8에 도시된 전원 회로는 저 발열을 위해 DC/DC 컨버터 회로를 사용할 수 있다.
제1 데이터 커플링부(170)는 도 9에 도시된 바와 같이 직류 신호를 교류 신호로 또는 교류 신호를 직류 신호로 변환하여 무접점으로 송신신하는 회로를 포함하여 구성될 수 있다.
제1 인터페이스부(180)는 도 10에 도시된 바와 같이 PHY칩을 통해 제1 데이터 커플링부(170)에서 송수신되는 신호를 일반 인터넷 데이터로 사용할 수 있는 회로로 구성될 수 있다.
한편, 1차측 장치(100)는 도 11에 도시된 바와 같이 통신 중 모니터 신호를 LED 등의 표시 장치로 표출시키는 회로를 더 포함할 수 있다. 여기서 도 11의 모니터 신호를 표출시키는 회로는 교류 신호의 통신, 데이터 신호의 링크 또는 전원을 표시한다.
도 12 내지 도 16은 도 1에 도시된 2차측 장치를 구성하는 각 부분의 회로 실시 예를 나타내는 도면이다. 여기서는 도 1의 구성 요소를 참조하여 도 12 내지 도 16의 회로를 설명한다.
제1 변환부(320)의 AC/DC 컨버터(321)는 도 12에 도시된 회로로 구성될 수 있다. 여기서 AC/DC 컨버터(321)는 교류로 입력된 전원 또는 신호를 직류로 변환한다.
제2 변환부(330)는 도 13에 도시된 회로로 구성될 수 있다. 여기서 제2 변환부(330)는 1차로 변환된 직류 전압을 실제 사용 전압으로 변경하거나 출력을 조절할 수 있다.
제2 중앙 처리부(340)는 도 14에 도시된 회로로 구성될 수 있다. 여기서 제2 중앙 처리부(340)는 제2 변환부(330)에서 변경 또는 출력이 조절된 전압을 체크한다. 또한, 제2 중앙 처리부(340)는 ID 데이터를 생성하고, 턴온/턴오프를 제어한다.
또한, 제2 중앙 처리부(340)는 도 15에 도시된 바와 같이 레퍼런스 전압값에 의해 과전압 또는 과전류를 검출하는 회로를 더 포함할 수 있다.
ID 구동 회로부(350)는 도 16에 도시된 회로로 구성될 수 있다. 여기서 ID 구동 회로부(350)는 제2 중앙 처리부(340)에서 생성된 ID 데이터를 1차측 장치(100)에 로드 커런트 방식으로 전달한다.
상술한 바에 따르면, 본 발명에 따른 무접점 충전 시스템은 유도기전력을 이용한 무접점 전원 전송에 의해 1차측 장치와 2차측 장치 사이의 무선 데이터 통신과 무선 충전을 동시에 실시할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 무접점 충전 시스템은 2차측 장치의 ID를 인식하여 충전 대상 여부를 식별할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 데이터 통신이나 무접점 충전이 가능한 무접점 충전 시스템에 있어서,
    전자기 유도 방식으로 교류 전원을 송수신하고, 상기 교류 전원에 데이터 신호를 변조하여 삽입하는 1차측 장치;
    상기 1차측 장치에 상응하여 배치되고, 상기 전자기 유도 방식으로 상기 교류 전원과 상기 교류 전원에 변조되어 삽입된 상기 데이터 신호를 송수신하는 2차측 장치를 포함하되,
    상기 1차측 장치는
    상기 2차측 장치로 전송할 전원을 제공하는 전원 공급부;
    상기 2차측 장치의 ID를 체크하고, 상기 전원 공급부에서 공급되는 전원을 모니터링하는 전원 제어 회로부;
    상기 전원 제어 회로부를 제어하는 제1 중앙 처리부;
    상기 2차측 장치로 전송할 전원을 스위칭하는 스위칭부;
    상기 제1 중앙 처리부의 제어에 따라 상기 스위칭부의 스위칭 동작에 대한 제어 신호를 출력하는 스위칭 구동 회로부;
    고속 통신을 위해 상기 교류 전원에 삽입되어 송수신되는 상기 데이터 신호를 부호화하거나 복호화하는 제1 통신 제어부;
    상기 무접점 충전과 상기 데이터 통신의 간섭을 방지하도록 상기 전자기 유도 방식의 전원 전송을 위한 주파수와 상이하게 상기 변조된 데이터 신호의 주파수를 조정하는 제1 출력 조정부;
    상기 교류 전원과 상기 교류 전원에 삽입된 상기 데이터 신호를 상기 2차측 장치로 송신하거나 수신하는 1차측 코일부; 및
    상기 1차측 코일부와 연결되어 상기 데이터 신호를 송수신하는 제1 데이터 커플링부를 포함하며,
    상기 1차측 코일부는
    상기 2차측 장치에 상응하여 상기 전자기 유도 방식으로 상기 교류 전원을 송수신하는 제1 코일 유닛; 및
    교류 파형으로 변조되어 상기 교류 전원에 삽입되는 상기 데이터 신호를 상기 2차측 장치로 송수신하는 제2 코일 유닛을 포함하는,
    무접점 충전 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 1차측 장치는
    상기 제1 통신 제어부에서 생성된 신호를 미리 설정된 통신망의 신호로 규격화하는 제1 인터페이스부; 및
    상기 통신망에 연결되어 통신을 수행하는 제1 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무접점 충전 시스템.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 2차측 장치는
    상기 1차측 장치로부터 전송된 전원을 1차로 변환하는 제1 변환부;
    상기 제1 변환부에서 변환된 전원을 2차로 변환하는 제2 변환부;
    상기 제2 변환부에서 변환된 전원을 저장하는 배터리;
    상기 제2 변환부에서 변환된 전원을 체크하고 상기 1차측 장치로 전송할 ID 데이터를 생성하는 제2 중앙 처리부;
    상기 제2 중앙 처리부의 제어에 따라 상기 ID 데이터로 ID 데이터 신호를 생성하는 ID 구동 회로부;
    상기 교류 전원에 삽입되어 송수신되는 상기 데이터 신호를 부호화하거나 복호화하는 제2 통신 제어부;
    상기 무접점 충전과 상기 데이터 통신의 간섭을 방지하도록 상기 전자기 유도 방식의 전원 전송을 위한 주파수와 상이하게 상기 변조된 데이터 신호의 주파수를 조정하는 제2 출력 조정부;
    상기 교류 전원과 상기 교류 전원에 삽입된 상기 데이터 신호를 상기 1차측 장치로 송신하거나 수신하는 2차측 코일부; 및
    상기 2차측 코일부와 연결되어 상기 데이터 신호를 송수신하는 제2 데이터 커플링부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무접점 충전 시스템.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 2차측 코일부는
    상기 1차측 장치와 상응하여 상기 전자기 유도 방식으로 상기 교류 전원을 송수신하는 제3 코일 유닛; 및
    교류 파형으로 변조되어 상기 교류 전원에 삽입되는 상기 데이터 신호를 상기 1차측 장치로 송수신하는 제4 코일 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 무접점 충전 시스템.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 2차측 장치는
    상기 제2 통신 제어부에서 생성된 신호를 미리 설정된 통신망의 신호로 규격화하는 제2 인터페이스부; 및
    상기 통신망에 연결되어 통신을 수행하는 제2 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무접점 충전 시스템.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160033382A (ko) * 2014-09-18 2016-03-28 주식회사 한컴지엠디 등급 별 차등 무선 충전 전력 송신이 가능한 무선 충전 장치 및 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020007117A (ko) * 2000-10-11 2002-01-26 윤경중 무선 전력 송수신용 전파 시스템 및 방법
JP2009247137A (ja) 2008-03-31 2009-10-22 Dainippon Printing Co Ltd 給電システム並びに給電装置及び受電装置
KR20100004599A (ko) * 2008-07-04 2010-01-13 태산엘시디 주식회사 비접촉 무선 전원 공급/데이터 통신 기능을 갖는 휴대단말과 이의 무선 전원 공급 및 데이터 통신 방법
KR20100017073A (ko) * 2008-08-05 2010-02-16 브로드콤 코포레이션 통합된 무선 공진 전력 충전 및 통신 채널

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101063156B1 (ko) * 2009-04-08 2011-09-07 주식회사 와이즈파워 무접점 충전제어장치 및 충전제어방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020007117A (ko) * 2000-10-11 2002-01-26 윤경중 무선 전력 송수신용 전파 시스템 및 방법
JP2009247137A (ja) 2008-03-31 2009-10-22 Dainippon Printing Co Ltd 給電システム並びに給電装置及び受電装置
KR20100004599A (ko) * 2008-07-04 2010-01-13 태산엘시디 주식회사 비접촉 무선 전원 공급/데이터 통신 기능을 갖는 휴대단말과 이의 무선 전원 공급 및 데이터 통신 방법
KR20100017073A (ko) * 2008-08-05 2010-02-16 브로드콤 코포레이션 통합된 무선 공진 전력 충전 및 통신 채널

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160033382A (ko) * 2014-09-18 2016-03-28 주식회사 한컴지엠디 등급 별 차등 무선 충전 전력 송신이 가능한 무선 충전 장치 및 방법
KR101654081B1 (ko) * 2014-09-18 2016-09-05 주식회사 한컴지엠디 등급 별 차등 무선 충전 전력 송신이 가능한 무선 충전 장치 및 방법

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