KR101237365B1 - Transformer Type Non-Contact Charging Device Having Hands-Free Function - Google Patents
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Abstract
핸즈프리 기능을 구비한 트랜스포머 방식 무접점 충전장치가 개시된다. 개시된 핸즈프리 기능을 구비한 트랜스포머 방식 무접점 충전장치는 일반 사용 교류전원을 직류전압으로 변환하여 출력하는 전원입력부와, 2차회로의 접근을 감지하여 신호를 출력하는 센서부와, 상기 센서부의 신호가 입력되는 경우 PWM 제어에 의해 고주파를 생성하고 필터링하여 고주파의 교류전압 펄스를 1차코일에 인가하는 PWM 제어부와, 상기 전원입력부의 출력이 인가되며 상기 고주파의 교류 전압 펄스로 충전 전력을 유도하는 1차코일을 구비하는 1차회로; 상기 1차코일과 이격되어 1차코일과의 유도결합에 의해 상기 교류 전압 펄스에 대응하는 교류 유도 기전력 펄스를 생성하는 2차코일과, 상기 2차코일의 교류전압을 직류전압으로 변환하는 AC/DC 컨버터와, 상기 AC/DC 컨버터의 직류전압을 충전에 필요한 정전압으로 변환하여 휴대형 전자기기의 배터리 충전단자에 연결하는 커넥터부를 구비하는 2차회로; 및, 상기 휴대형 전자기기와 무선통신하는 무선송수신부와, 상기 무선송수신부를 통해 송수신되는 오디오 신호를 블루투스 규격에 따른 신호로 변환하는 블루투스 변환부와, 상기 블루투스 변환부에서 출력되는 디지털 신호를 수신하여 아날로그로 변환한 후 스피커를 통해 출력하거나, 마이크로부터 입력된 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하여 상기 블루투스 변환부로 전송하는 오디오 제어부와, 상기 블루투스 변환부로 조작신호를 입력하는 키 입력부를 구비하는 핸즈프리모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다. A transformer type contactless charging device having a hands free function is disclosed. The disclosed transformerless contactless charging device having a hands-free function includes a power input unit for converting general-use AC power into a DC voltage, outputting a sensor, a sensor unit for detecting a proximity of a secondary circuit, and outputting a signal, and a signal of the sensor unit. When input, the PWM control unit for generating and filtering a high frequency by PWM control to apply a high frequency AC voltage pulse to the primary coil, and the output of the power input unit is applied 1 to induce charging power by the AC voltage pulse of the high frequency A primary circuit having a secondary coil; A secondary coil spaced apart from the primary coil to generate an AC induced electromotive force pulse corresponding to the AC voltage pulse by inductive coupling with the primary coil, and AC / converting the AC voltage of the secondary coil to a DC voltage A secondary circuit having a DC converter and a connector unit converting the DC voltage of the AC / DC converter into a constant voltage for charging and connecting the battery to a battery charging terminal of the portable electronic device; And a wireless transmitter and receiver for wireless communication with the portable electronic device, a Bluetooth converter for converting an audio signal transmitted and received through the wireless transmitter and receiver into a signal according to a Bluetooth standard, and a digital signal output from the Bluetooth converter. A hands-free module including an audio control unit for converting an analog signal and outputting it through a speaker, or converting an analog signal input from a microphone into a digital signal and transmitting the digital signal to the Bluetooth conversion unit; Characterized in that it comprises a.
Description
본 발명은 핸즈프리 기능을 구비한 트랜스포머 방식 무접점 충전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 블루투스 방식을 통해 음성통화 또는 음악감상을 할 수 있는 핸즈프리 기능을 가질 뿐 아니라, 페라이트 코어를 사용하는 1차코일에서 고주파 자계를 발생하고 유도결합을 통해 페라이트 코어를 사용하는 2차코일에 충전을 위한 에너지를 비접촉방식으로 전달하는 트랜스포머 방식을 통해 휴대형 전자기기의 배터리를 충전할 수 있는 핸즈프리 기능을 구비한 트랜스포머 방식 무접점 충전장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a transformerless contactless charging device having a hands-free function, and more particularly, a primary coil using a ferrite core, as well as a hands-free function for making voice calls or listening to music through a Bluetooth method. Transformer type with hands-free function that can generate high frequency magnetic field and charge the battery of portable electronic device through transformer method that transmits energy for charging to secondary coil using ferrite core through non-contact method through inductive coupling It relates to a contactless charging device.
스마트폰을 포함하는 이동통신단말, PDA 등과 같은 휴대형 전자기기에는 충전 가능한 이차전지 셀을 내장한 배터리가 장착되어 전원을 제공하게 되며, 이러한 배터리를 충전하기 위해서는 가정용 상용 교류전원을 적절한 전압으로 조정하여 배터리에 공급하는 별도의 충전장치가 필요하다. Portable electronic devices such as mobile communication terminals including PDAs, PDAs, etc., are equipped with a battery having a rechargeable secondary battery cell to provide power. To charge such batteries, the AC power for home use is adjusted to an appropriate voltage. A separate charger is required to supply the battery.
이 충전장치와 배터리에는 각각 별도의 접촉단자가 구비되어 두 접촉단자를 서로 접속시키는 조작에 의해 충전장치와 배터리를 전기적으로 연결하게 된다. Each of the charging device and the battery is provided with separate contact terminals to electrically connect the charging device and the battery by an operation of connecting the two contact terminals with each other.
그러나 이와 같이 접촉단자가 외부에 돌출되면, 미관상 좋지 않고 접촉단자가 외부의 이물질에 오염되어 접촉 상태가 쉽게 불량해지는 문제점이 있다. However, if the contact terminal protrudes to the outside in this way, there is a problem that the appearance is not good and the contact terminal is contaminated with external foreign matter and 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.
또한, 충전장치와 배터리를 접촉하거나 분리할 경우, 양측 접촉단자들의 서로 다른 전위차에 의해 순간 방전현상이 발생하고, 이로써 양측 접촉단자들에는 접점 이물질이 쌓이면 발열에 의한 화재가 발생할 수 있는 우려가 있다. In addition, when contacting or disconnecting the charging device and the battery, instantaneous discharge occurs due to different potential difference between the contact terminals on both sides, whereby there is a possibility that a fire due to heat generation may occur if foreign matter accumulates on both contact terminals. .
이러한 단자공급방식의 문제점을 해결하기 위하여, 무접점 충전장치가 개발되어 있는바, 이러한 무접점 충전장치는 무접점 충전장치의 1차코일의 상부로, 충전하고자 하는 배터리가 내재된 휴대용 단말기를 위치시키면, 배터리의 내부에 있는 2차코일에 의하여 충전이 된다. 즉, 1차코일에서 발생하는 자기장에 의해 2차코일에서는 유도기전력으로부터 유도되는 전기를 충전하는 것이다. 그러나 이러한 종래의 무접점 충전장치는 휴대형 전자기기의 배터리 내부에 2차코일이 있는 경우에만 전기를 충전할 수 있었다. In order to solve the problem of the terminal supply method, a contactless charging device has been developed, such a contactless charging device is located on top of the primary coil of the contactless charging device, the portable terminal in which the battery to be charged is located Then, it is charged by the secondary coil inside the battery. That is, the secondary coil is charged with electricity induced from the induced electromotive force by the magnetic field generated by the primary coil. However, such a conventional contactless charging device can only charge electricity when there is a secondary coil inside the battery of the portable electronic device.
한편, 기존의 무접점 충전장치는 충전기능 이외에 핸즈프리 기능은 할 수 없어, 별도의 핸즈프리를 설치해야 하는 단점을 가지고 있었다. 아울러, 통상적인 충전장치에 핸즈프리 기능이 추가된 구성이 있기는 하나, 핸즈프리 기능을 갖는 충전장치와 휴대형 전자기기를 일일이 유선(음향 신호선)으로 연결해야 하는 번거로움을 가지고 있고, 또한, 유선연결에 따라 차량 내부의 미관이 지저분해지는 단점이 있었다.
On the other hand, the conventional solid-state charging device can not be hands-free function other than the charging function, had the disadvantage of having to install a separate hands-free. In addition, although there is a configuration in which the hands-free function is added to the conventional charging device, it has the trouble of connecting the charging device and the portable electronic device with the hands-free function by wires (sound signal lines) one by one, and also by the wired connection. As a result, the beauty of the interior of the vehicle was disadvantageous.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 블루투스 방식을 통해 전화통화 또는 음악감상을 할 수 있는 핸즈프리 기능을 가질 뿐 아니라, 페라이트 코어를 사용하는 1차코일에서 고주파 자계를 발생하고 유도결합을 통해 페라이트 코어를 사용하는 2차코일에 충전을 위한 에너지를 비접촉방식으로 전달하는 트랜스포머 방식을 통해 휴대형 전자기기의 배터리를 충전할 수 있는 핸즈프리 기능을 구비한 트랜스포머 방식 무접점 충전장치에 관한 것이다. The present invention was devised to solve the above-mentioned problems, and not only has a hands-free function for making a phone call or listening to music through Bluetooth, but also generates a high frequency magnetic field in the primary coil using a ferrite core. A transformerless contactless charging device having a hands-free function for charging a battery of a portable electronic device through a transformer method that transmits energy for charging to a secondary coil using a ferrite core through inductive coupling in a non-contact manner. will be.
또한, 본 발명의 1차회로에 2차회로의 접근을 감지하는 센서를 구비하고 2차회로에 배터리에 연결되는 커넥터를 구비함으로써 휴대형 전자기기의 종류에 관계없이 배터리를 충전할 수 있고, 회로를 단순화하여 사이즈 및 원가를 절감할 수 있는 핸즈프리 기능을 구비한 트랜스포머 방식 무접점 충전장치를 제공하는데 그 목적이 있다. In addition, by having a sensor for detecting the approach of the secondary circuit in the primary circuit of the present invention and a connector connected to the battery in the secondary circuit, it is possible to charge the battery regardless of the type of portable electronic device, It is an object of the present invention to provide a transformerless contactless charging device having a hands-free function that can simplify size and cost.
또한, 본 발명의 다른 목적은 다수의 1차 코일을 PWM 제어부에서 PWM 제어하여 회로를 단순화하면서 다수의 배터리를 동시에 충전할 수 있는 핸즈프리 기능을 구비한 트랜스포머 방식 무접점 충전장치를 제공하는 데 있다.
In addition, another object of the present invention is to provide a transformerless contactless charging device having a hands-free function capable of simultaneously charging a plurality of batteries while simplifying a circuit by controlling a plurality of primary coils in a PWM control unit.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 핸즈프리 기능을 구비한 트랜스포머 방식 무접점 충전장치는 일반 사용 교류전원을 직류전압으로 변환하여 출력하는 전원입력부와, 2차회로의 접근을 감지하여 신호를 출력하는 센서부와, 상기 센서부의 신호가 입력되는 경우 PWM 제어에 의해 고주파를 생성하고 필터링하여 고주파의 교류전압 펄스를 1차코일에 인가하는 PWM 제어부와, 상기 전원입력부의 출력이 인가되며 상기 고주파의 교류 전압 펄스로 충전 전력을 유도하는 1차코일을 구비하는 1차회로; 상기 1차코일과 이격되어 1차코일과의 유도결합에 의해 상기 교류 전압 펄스에 대응하는 교류 유도 기전력 펄스를 생성하는 2차코일과, 상기 2차코일의 교류전압을 직류전압으로 변환하는 AC/DC 컨버터와, 상기 AC/DC 컨버터의 직류전압을 충전에 필요한 정전압으로 변환하여 휴대형 전자기기의 배터리 충전단자에 연결하는 커넥터부를 구비하는 2차회로; 및, 상기 휴대형 전자기기와 무선통신하는 무선송수신부와, 상기 무선송수신부를 통해 송수신되는 오디오 신호를 블루투스 규격에 따른 신호로 변환하는 블루투스 변환부와, 상기 블루투스 변환부에서 출력되는 디지털 신호를 수신하여 아날로그로 변환한 후 스피커를 통해 출력하거나, 마이크로부터 입력된 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하여 상기 블루투스 변환부로 전송하는 오디오 제어부와, 상기 블루투스 변환부로 조작신호를 입력하는 키 입력부를 구비하는 핸즈프리모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다. Transformer-type solid-state charging device with a hands-free function of the present invention for achieving the above object is a power input unit for converting and outputting a general-use AC power to a DC voltage, and outputs a signal by sensing the approach of the secondary circuit Sensor unit, PWM control unit for generating a high frequency and filtering by applying a high frequency AC voltage pulse to the primary coil when the signal of the sensor unit is input, and the output of the power input unit is applied to the output of the high frequency AC A primary circuit having a primary coil for inducing charging power with a voltage pulse; A secondary coil spaced apart from the primary coil to generate an AC induced electromotive force pulse corresponding to the AC voltage pulse by inductive coupling with the primary coil, and AC / converting the AC voltage of the secondary coil to a DC voltage A secondary circuit having a DC converter and a connector unit converting the DC voltage of the AC / DC converter into a constant voltage for charging and connecting the battery to a battery charging terminal of the portable electronic device; And a wireless transmitter and receiver for wireless communication with the portable electronic device, a Bluetooth converter for converting an audio signal transmitted and received through the wireless transmitter and receiver into a signal according to a Bluetooth standard, and a digital signal output from the Bluetooth converter. A hands-free module including an audio control unit for converting an analog signal and outputting it through a speaker, or converting an analog signal input from a microphone into a digital signal and transmitting the digital signal to the Bluetooth conversion unit; Characterized in that it comprises a.
한편, 본 발명은 일반 상용 교류전원을 직류전압으로 변환하여 출력하는 전원입력부와, 다수의 2차 회로 접근을 각각 감지하여 신호를 출력하는 다수의 센서부와, 상기 다수의 센서부 중 어느 하나 이상의 센서부의 신호가 입력되는 경우 PWM 제어에 의해 고주파를 생성하고 필터링하여 고주파의 교류 전압 펄스를 1차코일에 인가하는 PWM 제어부와, 상기 전원입력부의 출력이 인가되며 상기 고주파의 교류 전압 펄스로 충전 전력을 유도하는 다수의 1차코일을 구비하는 1차회로; 상기 1차코일과 각각 이격되어 1차코일과의 유도결합에 의해 상기 교류 전압펄스에 대응하는 교류 유도 기전력 펄스를 생성하는 다수의 2차코일과, 상기 2차코일과 일 대 일로 연결되어 교류전압을 직류전압으로 변환하는 AC/DC 컨버터와, 상기 AC/DC컨버터와 일 대 일로 연결되어 상기 AC/DC 컨버터의 직류전압을 충전에 필요한 정전압으로 변환하여 휴대형 전자기기의 배터리 충전단자에 연결하는 커넥터부를 구비하는 2차회로; 및, 상기 휴대형 전자기기와 무선통신하는 무선송수신부와, 상기 무선송수신부를 통해 송수신되는 오디오 신호를 블루투스 규격에 따른 신호로 변환하는 블루투스 변환부와, 상기 블루투스 변환부에서 출력되는 디지털 신호를 수신하여 아날로그로 변환한 후 스피커를 통해 출력하거나, 마이크로부터 입력된 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하여 상기 블루투스 변환부로 전송하는 오디오 제어부와, 상기 블루투스 변환부로 조작신호를 입력하는 키 입력부를 구비하는 핸즈프리모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다. On the other hand, the present invention is a power input unit for converting and outputting a general commercial AC power to a DC voltage, a plurality of sensor units for outputting a signal by sensing a plurality of secondary circuit approach, respectively, any one or more of the plurality of sensor units When the signal of the sensor unit is input, a PWM control unit for generating and filtering a high frequency by PWM control to apply high frequency AC voltage pulse to the primary coil, and the output of the power input unit is applied to the charging power with the AC voltage pulse of the high frequency. Primary circuit having a plurality of primary coils for inducing; A plurality of secondary coils spaced apart from each of the primary coils to generate AC induced electromotive force pulses corresponding to the AC voltage pulses by inductive coupling with the primary coils, and one-to-one connection with the secondary coils AC / DC converter that converts the DC voltage into DC voltage, and is connected to the AC / DC converter one-to-one to convert the DC voltage of the AC / DC converter into a constant voltage necessary for charging and to connect the battery charging terminal of the portable electronic device. A secondary circuit having a portion; And a wireless transmitter and receiver for wireless communication with the portable electronic device, a Bluetooth converter for converting an audio signal transmitted and received through the wireless transmitter and receiver into a signal according to a Bluetooth standard, and a digital signal output from the Bluetooth converter. A hands-free module including an audio control unit for converting an analog signal and outputting it through a speaker, or converting an analog signal input from a microphone into a digital signal and transmitting the digital signal to the Bluetooth conversion unit, and a key input unit for inputting an operation signal to the Bluetooth conversion unit; Characterized in that it comprises a.
상기 1차회로 및 상기 핸즈프리모듈은, 원통부와, 상기 원통부의 중앙으로부터 상기 원통부의 길이방향에 수직으로 연장형성된 평판부를 포함한 충전장치 본체에 내장되되, 상기 스피커는 상기 원통부의 일측부에 설치되고, 상기 마이크는 상기 원통부의 타측부에 설치될 수 있다. The primary circuit and the hands-free module are built into a charging unit body including a cylindrical portion and a flat portion extending perpendicularly to the longitudinal direction of the cylindrical portion from the center of the cylindrical portion, wherein the speaker is installed at one side of the cylindrical portion. The microphone may be installed at the other side of the cylindrical portion.
상기 1차코일은 동심원 형태의 페라이트 코어에 와이어가 권선되어 이루어지고, 상기 2차코일은 상기 1차코일과 이격된 상부에 위치되고, 동심원의 페라이트 코어에 와이가 권선되어 이루어질 수 있다. The primary coil may be formed by winding a wire in a ferrite core having a concentric shape, and the secondary coil may be positioned above the primary coil and may be formed by winding a wire in a ferrite core having a concentric circle.
상기 충전장치 본체에 1차회로가 내장되고, 상부에 형성된 장착홈의 본체 내부에 1차코일이 상부를 향하도록 장착되며, 상기 1차회로와 이격되는 상부에 2차회로가 위치되고 상기 2차회로는 휴대형 전자기기의 하부에 위치하되, 상기 1차코일과 대응되는 위치에 2차코일이 장착되어, 배터리의 충전 시 상기 2차회로가 충전장치 본체의 장착홈에 장착될 수 있다. The primary circuit is built into the main body of the charging device, the primary coil is mounted inside the main body of the mounting groove formed on the upper side, the secondary circuit is located on the upper part and spaced apart from the primary circuit and the secondary The circuit is positioned below the portable electronic device, and the secondary coil is mounted at a position corresponding to the primary coil, so that the secondary circuit may be mounted in the mounting groove of the charging apparatus main body when the battery is charged.
상기 PWM 제어부는 상기 센서부의 신호 입력에 의해 고주파를 생성하는 PWM IC와, 상기 PWM IC의 출력단에 연결되는 MOSFET로 구성되어 생성된 고주파의 미세한 전류를 증폭하는 증폭부와, 상기 1차코일의 앞 단에 일 대 일로 연결되고 직렬연결된 캐퍼시터로 구성되어 고주파에 포함된 노이즈 성분을 제거하는 노이즈 필터부를 구비할 수 있다. The PWM control unit includes a PWM IC for generating a high frequency by a signal input of the sensor unit, an amplifier configured to amplify a high frequency fine current generated by a MOSFET connected to an output terminal of the PWM IC, and the front of the primary coil. One end to one end and a series connected capacitors may be provided with a noise filter to remove the noise components included in the high frequency.
상기 2차회로에는 상기 2차코일의 수만큼 자석이 구비되고, 상기 센서부에는 상기 자석의 자기장을 감지하여 기전력을 발생하는 홀센서가 상기 자석에 대응되게 구비될 수 있다.
The secondary circuit may be provided with magnets as many as the number of secondary coils, and the sensor unit may be provided with a hall sensor corresponding to the magnets to generate an electromotive force by sensing a magnetic field of the magnet.
본 발명에 의하면, 전화통화 또는 음악감상을 할 수 있는 핸즈프리 기능을 가질 뿐 아니라, 페라이트 코어를 사용하는 1차코일에서 고주파 자계를 발생하고 유도결합을 통해 페라이트 코어를 사용하는 2차코일에 충전을 위한 에너지를 비접촉방식으로 전달하는 트랜스포머 방식을 통해 휴대형 전자기기의 배터리를 충전할 수 있어, 배터리의 충전 이외에도 전화통화 또는 음악감상을 할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, it not only has a hands-free function for making a telephone call or listening to music, but also generates a high frequency magnetic field in the primary coil using the ferrite core and charges the secondary coil using the ferrite core through inductive coupling. Through the transformer method for transmitting energy for a non-contact method, the battery of the portable electronic device can be charged, thereby making it possible to make a phone call or listen to music in addition to charging the battery.
또한, 휴대형 전자기기와 유선에 의해 연결할 필요 없이, 블루투스 방식을 통해 전화통화 또는 음악감상을 할 수 있는 효과가 있다. In addition, there is an effect that can make a phone call or listen to music through the Bluetooth method, without the need to connect by portable electronic devices and wired.
또한, 1차회로에 배터리의 접근을 감지하는 센서를 구비하고 2차회로에 배터리에 연결되는 커넥터를 구비함으로써 휴대형 전자기기의 종류에 관계없이 배터리를 충전할 수 있고, 회로를 단순화하여 충전장치의 사이즈 및 원가를 절감할 수 있다. In addition, by having a sensor for detecting the approach of the battery in the primary circuit and a connector connected to the battery in the secondary circuit, it is possible to charge the battery regardless of the type of portable electronic device, and to simplify the circuit to Size and cost can be reduced.
또한, 본 발명에 의하면, 다수의 1차코일을 PWM 제어부에서 PWM제어하여 회로를 단순화하면서 다수의 배터리를 동시에 충전할 수 있다. In addition, according to the present invention, a plurality of primary coils may be PWM controlled by a PWM controller to simplify a circuit and simultaneously charge a plurality of batteries.
또한, 코어와 권선 와이어를 포함한 1차코일 및, 코어와 권선 와이어를 포함한 2차코일로 구성되기 때문에, 기존의 장치에 비해, 발열이 극히 감소하고 충전전력을 최대한으로 극대화시킬 수 있다.
In addition, since the primary coil including the core and the winding wire, and the secondary coil including the core and the winding wire, heat generation can be extremely reduced and the charging power can be maximized as compared with the existing device.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 핸즈프리 기능을 구비한 트랜스포머 방식 무접점 충전장치의 블록도,
도 2는 도 1에 나타난 도 1에 나타난 핸즈프리 기능을 구비한 트랜스포머 방식 무접점 충전장치의 사용상태를 나타낸 사시도,
도 3은 도 2의 III-III선을 따라 나타낸 측면도,
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 핸즈프리 기능을 구비한 트랜스포머 방식 무접점 충전장치의 블록도,
도 5는 도 4에 나타낸 센서부의 회로도,
도 6은 도 4에 나타낸 PWM 제어부의 회로도,
도 7은 도 4에 나타낸 커넥터부의 회로도,
도 8a 내지 도 8d는 도 4에 나타낸 각 부분의 출력 파형도. 1 is a block diagram of a transformer type solid state charging device having a hands free function according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a perspective view showing a state of use of a transformerless contactless charging device having a hands-free function shown in FIG.
3 is a side view taken along line III-III of FIG. 2,
4 is a block diagram of a transformer type solid state charging device having a hands free function according to another embodiment of the present invention;
5 is a circuit diagram of a sensor unit shown in FIG. 4;
6 is a circuit diagram of the PWM control unit shown in FIG. 4;
7 is a circuit diagram of the connector portion shown in FIG. 4;
8A to 8D are output waveform diagrams of respective parts shown in FIG. 4;
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 예 따른 핸즈프리 기능을 구비한 트랜스포머 방식 무접점 충전장치를 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a transformer-type contactless charging device having a hands-free function according to an embodiment of the present invention will be described.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 핸즈프리 기능을 구비한 트랜스포머 방식 무접점 충전장치의 블록도이고, 도 2는 도 1에 나타난 도 1에 나타난 핸즈프리 기능을 구비한 트랜스포머 방식 무접점 충전장치의 사용상태를 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 2의 III-III선을 따라 나타낸 측면도이다.
1 is a block diagram of a transformerless contactless charging device with a handsfree function according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a transformerless contactless charging device with a handsfree function shown in Figure 1 shown in FIG. 3 is a perspective view showing a state of use, and FIG. 3 is a side view taken along line III-III of FIG. 2.
도시된 바와 같이 핸즈프리 기능을 구비한 트랜스포머 방식 무접점 충전장치는 전원입력부(11), PWM 제어부(13), 센서부(14), 1차코일(17)로 이루어지는 1차회로(10)와, 2차코일(21), AC/DC 컨버터(22), 커넥터부(24)로 이루어지는 2차회로(20)와, 블루투스변환부(31), 무선송수신부(32), 오디오제어부(33), 키 입력부(34), 스피커(35), 마이크(36)로 이루어지는 핸즈프리모듈(30)을 포함한다. As shown, the transformerless contactless charging device having a hands-free function includes a
크게 말해, 1차회로(10) 및 2차회로(20)는 휴대형 전자기기의 배터리를 충전하기 위한 구성이고, 핸즈프리모듈(30)은 휴대형 전자기기와 블루투스방식으로 통신하여 전화통화 및 음악감상을 하기 위한 구성이다. In other words, the
먼저, 휴대용 전자기기(E, 도 3참조)의 배터리 충전을 위한 1차회로(10) 및 2차회로(20)의 구성에 대해 구체적으로 설명한다. First, the configuration of the
전원입력부(11)는 일반 상용 교류전원을 1차회로(10)에 인가하는 직류전압(예를 들어 DC 12V)으로 변환하여 각 구성요소에 공급한다. The
센서부(14)는 배터리에 연결된 2차회로(20)의 접근을 감지하여 PWM 제어부(13)에 신호를 출력한다. The
본 실시 예에 따른 센서부(14)는 홀센서(hall sensor)로 이루어지고, 배터리에 연결된 2차회로(20)에 자석(25)이 구비되어 충전을 위해 2차회로(20)가 1차회로(10)의 상부에 올려지는 경우 홀센서에서 자석(25)의 자기장에 의한 기전력을 발생한다. 다만, 본 발명의 센서부(14)는 홀센서 외에 2차회로(20)의 접근을 감지할 수 있는 다양한 센서로 구성할 수 있음은 물론이다. The
PWM 제어부(13)는 센서부(14)에서 신호가 입력되는 경우에 상용 주파수 이상의 고주파(예를 들어 15KHz)를 생성하고, 그 고주파에 포함된 노이즈를 필터링하여 고주파의 교류 전압 펄스를 1차코일(17)에 인가한다. When the signal is input from the
상기 1차코일(17)은 도 3에 도시된 바와 같이 동심원 형태의 페라이트 코어(18)에 와이어(19)가 권선되어 이루어진다. As shown in FIG. 3, the
2차코일(21)은 도 3에 도시된 바와 같이 1차코일(17)과 일정한 간격을 두고 상부에 위치하고 동심원의 페라이트 코어(26)에 와이어(27)가 권선되어 이루어지며, 1차코일(17)과 자기적으로 결합하여 상기 교류 전압 펄스에 대응하는 교류 유도 기전력 펄스를 생성한다. As shown in FIG. 3, the
좀더 자세히 설명한다. 1차코일(17)과 2차코일(21)이 유도 결합에 의해 자기적으로 상호 커플링되어, 1차코일(17)위에 병렬됨(juxtaposed)에 따라 1차코일(17)에 의해 생성되는 자기장이 2차코일(21)내에 유도 전류를 유기하게 된다. Explain in more detail. The
즉, 충전을 위한 에너지가 1차측으로부터 2차측으로 전기적 접촉점이 없이 전자 유도결합에 의해 비접촉방식으로 전달된다. That is, energy for charging is transferred in a non-contact manner by electromagnetic inductive coupling without an electrical contact point from the primary side to the secondary side.
상기 2차코일(21)의 페라이트 코어(26)는 1차코일(17)의 페라이트 코어(18)와 같은 동심원과 외경을 갖되, 굵기와 높이는 1차코일(17)의 페라이트 코어(18)보다 얇고 낮다. The
이와 같이, 1차코일(17)과 2차코일(21)로 페라이트 코어(18,26)를 각각 사용하여 1차코일(17)의 주파수를 수백KHz 이내로 하여 2차코일(21)에 기전력을 유도할 수 있어 전체적으로 충전장치의 크기를 소형화할 수 있다. In this manner, the
2차회로(20)의 AC/DC 컨버터(22)는 2차코일(21)을 통해 출력되는 교류 유도기전력을 정류하여 직류로 변환하고, 커넥터부(24)는 휴대형 전자기기(E)의 배터리 충전단자에 연결되어 AC/DC 컨버터(22)에 의해 직류로 변화된 전압을 상기 배터리를 충전시킬 일정 정전압으로 변환하여 배터리에 충전을 수행한다. The AC /
커넥터부(24)는 휴대형 전자기기(E)의 배터리 충전단자에 연결되는 부분으로 휴대형 전자기기(E)의 외형 및 기구적인 조건에 적합한 다양한 형태로 구현할 수 있다. The
한편, 도 3에 표시된 바와 같이, 충전장치 본체(40)에 1차회로(10)가 내장되고 본체 상부에 형성된 장착홈(41)의 본체 내부에 1차코일(17)과 센서부(14)를 구성하는 홀센서가 상부를 향하도록 설치된다. Meanwhile, as shown in FIG. 3, the
상기 1차회로(10)와 이격되는 소정거리 상부에 2차회로(20)가 위치하고, 상기 2차회로(20)는 휴대형 전자기기(E)와 커넥터부(24)로 연결되어 휴대형 전자기기(E) 하부에 장착되되, 상기 1차코일(17) 및 센서부(14)와 대응되는 위치에 2차코일(21) 및 자석(25)이 설치된다. The
그리고, 배터리의 충전 시 상기 2차회로(20)가 충전장치 본체(40)의 장착홈(41)에 장착된다. And, when the battery is charged, the
상술한 구성의 무접점 충전장치의 작동을 살펴보면, 일반 상용 교류전원이 전원입력부(11)를 거치면서 직류로 변환되어 그 출력(12V)이 1차 코일(17)을 포함한 각 구성부에 인가된다. Referring to the operation of the contactless charging device of the above-described configuration, the general commercial AC power is converted to direct current through the
이러한 상태에서 커넥터부(24)를 휴대형 전자기기(E)의 배터리 충전단자에 연결하고, 1차회로(10) 위에 위치시키면 2차회로(20)에 구비된 자석(25)의 자기장을 센서부(14)가 인식하여 기전력을 발생하고 신호를 PWM 제어부(13)에 인가한다. In this state, the
PWM 제어부(13)는 고주파를 생성하고 노이즈를 제거하여 1차코일(17)에 고주파의 교류 전압 펄스를 인가한다. The
이와 같이 1차코일(17)에 전원이 공급되고 고주파의 교류 전압 펄스를 인가함에 따라 1차코일(17)에 일정한 간극을 두고 상부에 위치한 2차코일(21)은 고주파 교류 전압 펄스에 대응하는 교류 유도 기전력 펄스를 생성한다. As the power is supplied to the
이 교류 유도 기전력 펄스는 AC/DC 컨버터(22)를 거쳐 직류로 변환되고, 커넥터부(24)에서 충전에 필요한 정전압을 만들어 배터리에 공급함으로써 충전을 한다.
The AC induced electromotive force pulse is converted into direct current via the AC /
다음으로, 휴대형 전자기기(E, 도 3참조)와 블루투스 방식으로 연결되어 음성통화 및 음악감상을 하기 위한 핸즈프리모듈(30)의 구성에 대해 설명한다. Next, a description will be given of the configuration of the hands-
도 1 내지 도 3을 참조하면, 핸즈프리모듈(30)은 페어링(Pairing)된 전자기기(E, 스마트폰을 포함한 블루투스 통신 가능한 휴대폰)로부터 수신한 오디오신호를 스피커(35)를 통해 출력하고, 마이크(20)로 입력된 사용자의 음성신호를 상기 휴대형 전자기기(E)로 송신하여 핸즈프리기능을 수행한다. 핸즈프리모듈(30)은 페어링된 휴대형 전자기기(E)에서 재생된 MP3 음악파일의 오디오 신호를 스피커(35)를 통해 출력할 수 있다. 1 to 3, the hands-
블루투스 변환부(31)는 블루투스 규격에 따른 신호변환을 수행하며, 무선송수신부(32)는 페어링된 휴대형 전자기기(E, 스마트폰을 포함한 휴대폰)와 무선통신을 수행한다. The
오디오 제어부(33)는 블루투스 변환부(31)에서 출력되는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 스피커(35)를 통해 출력하고, 마이크(36)를 통해 입력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 블루투스 변환부(31)로 전송한다. The
키 입력부(34)는 도 2와 같이, 적어도 하나 이상의 조작버튼이 마련되며, 휴대형 전자기기(E)의 전화벨을 듣고 통화상태로 전환시키는 통화버튼을 구비할 수 있고, 전자기기(E)에서 MP3 음악파일을 재생하는 경우에 재생파일을 선택할 수 있는 재생버튼, 통화나 음악재생을 종료하는 버튼 등을 구비할 수 있다. As shown in FIG. 2, the
스피커(35)는 사용자가 들을 수 있도록 오디오 제어부(33)로부터 수신된 아날로그 오디오 신호가 출력되고, 마이크(36)는 사용자의 아날로그 음성신호를 수집하여 오디오 제어부(33)에 전송한다. The
한편, 핸즈프리모듈(30)은 도 2 및 도 3과 같이, 충전장치 본체(40)에 내장되도록 설치되고, 이 경우, 충전장치 본체(40)는 도 2와 같이, 소정길이를 갖는 원통부(40a)와, 원통부(40a)의 중앙부근에 원통부(40a)를 길이방향에 수직으로 연장형성된 평판부(40b)로 구성되되, 스피커(35)는 원통부(40a)의 우측부에 설치되고, 마이크(36)는 좌측부에 설치된다. 이처럼, 스피커(35)와 마이크(36)를 원통부(40a)의 양측단에 각각 이격 설치함으로써, 마이크(36)에 대한 스피커(35)의 영향을 최소화하여 잡음에 의한 통화품질저하를 줄일 수 있다. On the other hand, the hands-
도시하지는 않았지만, 본 실시 예에 따른 핸즈프리모듈(30)의 구성 중 전원을 요구하는 부품은 1차회로(10)의 전원입력부(11)로부터 전원을 공급받을 수 있도록 구성되거나, 별도의 전원부를 설치할 수도 있다. Although not shown, the components that require power among the components of the hands
한편, 본 발명의 핸즈프리 기능을 구비한 트랜스포머 방식 무접점 충전장치는 블루투스 기능이 있는 적어도 2개 이상의 휴대형 전자기기(E)와 페어링되어 연결될 수 있으며, 동작은 먼저 동작한 휴대형 전자기기(E)를 연결하고, 또 다른 기기는 연결 대기상태가 되도록 구성할 수 있다. On the other hand, the transformerless contactless charging device with a hands-free function of the present invention can be connected to the paired at least two portable electronic devices (E) with a Bluetooth function, the operation of the first portable electronic device (E) The other device can be configured to wait for connection.
또한, 휴대형 전자기기(E)에 설치된 게임을 할 경우에도, 게임 상에서 발생하는 오디오 신호를 상기와 같은 블루투스 통신을 통해 스피커(35)로 출력하도록 구성함으로써, 보다 박진감 넘치는 게임을 즐길 수 있다. In addition, even when playing a game installed in the portable electronic device (E), by configuring the audio signal generated on the game to the
이하, 핸즈프리모듈(30)을 통해 음성통화를 하는 경우를 설명한다. Hereinafter, a case of making a voice call through the hands
먼저, 사용자의 휴대형 전자기기(E), 예를 들어, 블루투스 모듈을 갖는 스마트폰을 충전장치 본체(40)의 평판부(40b)에 장착하여, 휴대형 전자기기(E)가 핸즈프리모듈(30)로부터 소정 거리 이내로 접근하게 되면 블루투스 규격에 따라 자동으로 상호 페어링 된다. First, the user's portable electronic device E, for example, a smart phone having a Bluetooth module is mounted on the
이 상태에서 휴대형 전자기기(E)의 전화벨이 울리면, 사용자는 키 입력부(34)를 눌러 통화상태로 전환하여 상대방의 음성신호는 스피커(35)를 통해 출력되고, 사용자의 음성신호는 마이크(36)에 입력되어 휴대형 전자기기(E)에 전송됨으로써 전화통화를 할 수 있다. 이 경우, 상대방의 음성신호가 휴대형 전자기기(E)로부터 무선송수신부(32)에 수신되면, 상기 상대방의 음성신호는 블루투스변환부(31)를 거쳐 오디오제어부(33)에 전송되며, 오디오 제어부(33)는 상기 상대방의 음성신호를 디지털에서 아날로그 형태로 변환한 후, 스피커(35)를 통해 출력한다. 또한, 마이크(36)에 입력된 사용자의 음성신호는 오디오 제어부(33)에서 아날로그 형태에서 디지털 형태로 변환된 후, 블루투스 변환부(31)에 전달되고, 무선송수신부(32)를 통해 휴대형 전자기기(E)에 전송된 다음, 이동통신망을 통해 상대방 휴대폰에 전송되어 상대방이 사용자의 음성을 들을 수 있다. In this state, when the telephone ring of the portable electronic device E rings, the user presses the
아울러, 본 발명의 핸즈프리 기능을 구비한 트랜스포머 방식 무접점 충전장치는 블루투스 모듈이 탑재된 스마트폰 또는 MP3 플레이어와 같은 휴대형 전자기기(E)에서 재생된 음악파일의 오디오 신호를 블루투스 방식에 의해 수신하여 스피커(35)를 통해 출력할 수 있다. In addition, the transformerless contactless charging device with a hands-free function of the present invention receives an audio signal of a music file played by a portable electronic device (E) such as a smart phone or an MP3 player equipped with a Bluetooth module by a Bluetooth method. It can output through the
이 경우, 휴대형 전자기기(E)가 핸즈프리모듈(30)과 페어링된 상태에서, 휴대형 전자기기(E)의 음악파일을 재생하면, 음악파일 오디오 신호가 무선송수신부(32)에 수신된 후, 블루투스 변환부(31)를 거쳐 오디오 제어부(33)에 전달되면, 오디어 제어부(33)는 상기 음악파일 오디오 신호를 디지털에서 아날로그 형태로 변환한 후, 스피커(35)를 통해 출력함으로써, 사용자가 음악감상을 할 수 있게 된다. In this case, when the portable electronic device E is paired with the hands-
상기한 바와 같이, 본 발명의 핸즈프리 기능을 구비한 트랜스포머 방식 무접점 충전장치는 블루투스 방식을 통해 휴대형 전자기기와 무선 연결되어 전화통화 또는 음악감상을 할 수 있을 뿐 아니라, 페라이트 코어를 사용하는 1차코일에서 고주파 자계를 발생하고 유도결합을 통해 페라이트 코어를 사용하는 2차코일에 충전을 위한 에너지를 비접촉방식으로 전달하는 트랜스포머 방식을 통해 휴대형 전자기기의 배터리를 충전할 수 있다.
As described above, the transformerless contactless charging device having the hands-free function of the present invention is wirelessly connected to a portable electronic device through a Bluetooth method to make a phone call or listen to music, as well as a primary using a ferrite core. The transformer can generate a high frequency magnetic field from a coil and inductively couple a secondary coil using a ferrite core to charge energy in a non-contact manner, thereby charging a battery of a portable electronic device.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 핸즈프리 기능을 구비한 트랜스포머 방식 무접점 충전장치의 블록도로서, 3개의 배터리를 동시에 충전할 수 있도록 하는 경우의 핸즈프리 기능을 구비한 트랜스포머 방식 무접점 충전장치의 블록도이다. 본 실시 예에 따른 핸즈프리모듈(30)의 구성은 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시 예에 따른 핸즈프리모듈(30)과 동일하므로 그 설명에 대해서는 생략한다. FIG. 4 is a block diagram of a transformerless contactless charging device with a handsfree function according to another embodiment of the present invention, wherein the transformerless contactless charging device with a handsfree function when three batteries can be simultaneously charged. Is a block diagram of. Since the configuration of the hands
도시된 바와 같이, 충전기능을 수행하기 위한 구성은 전원공급부(11), PWM 제어부(13), 센서부(14':14a,14b,14c), 1차코일(17':17a,17b,17c)로 이루어지는 1차회로(10')와, 2차코일(21':21a,21b,21c), AC/DC 컨버터(22':22a,22b,22c), 커넥터부(24':24a,24b,24c)로 이루어지는 2차회로(20')로 구성된다. As shown, the configuration for performing the charging function is the
전원입력부(11)는 일반 상용 교류전원을 1차회로(10')에 인가하는 직류전압(예를 들어 DC 12V)으로 변환하여 각 구성요소에 공급한다. The
각 센서부(14a,14b,14c)는 충전을 위한 2차회로(20')의 접근을 감지하여 PWM 제어부(13)에 신호를 출력한다. Each
특히, 본 발명은 센서부(14a,14b,14c)가 자석(25)의 자기장에 의한 기전력을 발생하고, 이에 의해 신호가 PWM 제어부(13)에 신호를 출력한다. In particular, in the present invention, the
본 발명의 센서부(14a,14b,14c)는 홀센서(hall sensor)로 이루어지고, 배터리에 연결된 2차회로(20')에 자석(25)이 구비되어 충전을 위해 2차회로(20)가 1차회로(10')의 상부에 올려지는 경우 홀센서에서 자석(25)의 자기장에 의한 기전력을 발생한다. 다만, 본 발명의 센서부(14)는 홀센서 외에 2차회로(20')의 접근을 감지할 수 있는 다양한 센서로 구성할 수 있음은 물론이다.
PWM 제어부(13)에서는 상용 주파수 이상의 고주파(예를 들어 15KHz)를 생성하고 그 고주파에 포함된 노이즈를 필터링하여 고주파의 교류 전압 펄스를 1차코일(17a,17b,17c)에 각각 인가한다. The
상기 1차코일(17a,17b,17c) 각각은 일 실시 예의 1차코일(17)과 같이 동심원 형태의 페라이트 코어(18)에 와이어(19)가 권선되어 이루어진다. Each of the
이 1차코일(17a,17b,17c)과 대응되는 2차코일(21a,21b,21c)도 일 실시 예의 2차코일(21)과 같이 1차코일(17a,17b,17c)과 일정거리 이격되어 상부에 위치하고 동심원의 페라이트 코어(26)에 와이어(27)가 권선되어 이루어지며, 1차코일(17a,17b,17c)과 자기적으로 결합하여 상기 교류 전압 펄스에 대응하는 교류 유도기전력 펄스를 생성한다. The
좀더 자세히 설명하면, 1차코일(17a,17b,17c)과 2차코일(21a,21b,21c)이 유도 결합에 의해 자기적으로 상호 커플링되어, 1차코일 위에 병렬됨(juxtaposed)에 따라 1차코일에 의해 생성되는 자기장이 2차코일 내에 유도 전류를 유기하게 된다. In more detail, as the
즉, 충전을 위한 에너지가 1차측으로부터 2차측으로 전기적 접촉점이 없이 전자 유도결합에 의해 비접촉 방식으로 전달된다. That is, energy for charging is transferred in a non-contact manner by electromagnetic inductive coupling without an electrical contact point from the primary side to the secondary side.
상기 2차코일(21a,21b,21c)의 페라이트 코어(26)는 1차코일(17a,17b,17c)의 페라이트 코어(18)와 같은 동심원과 외경을 갖되, 굵기와 높이는 1차코일의 페라이트 코어(18)보다 얇고 낮다. The
이와 같이, 1차코일(17a,17b,17c)과 2차코일(21a,21b,21c)로 페라이트 코어(18,26)를 사용하여 1차코일(17a,17b,17c)의 주파수를 수백KHz 이내로 하여 2차코일(21a,21b,21c)에 기전력을 유도할 수 있어 전체적으로 충전장치의 크기를 소형화할 수 있다. In this way, the
2차회로(20')의 AC/DC 컨버터(22a,22b,22c)는 2차코일(21a,21b,21c)의 후단에 일 대 일로 연결되며 2차코일(21a,21b,21c)을 통해 출력되는 교류 유도 기전력을 정류하여 직류로 변환하고, 후단에 일 대 일로 연결된 커넥터부(24a,24b,24c)는 직류로 변환된 전압을 배터리를 충전시킬 정전압으로 변환하여 배터리에 공급함으로써 충전을 행한다. The AC /
커넥터부(24)는 휴대형 전자기기(E)의 배터리 충전단자에 연결되는 부분으로 휴대형 전자기기(E)의 외형 및 기구적인 조건에 적합한 다양한 형태로 구현된다.
The
도 5는 도 4에 나타낸 센서부의 회로도이다. 5 is a circuit diagram of the sensor unit illustrated in FIG. 4.
도시된 바와 같이 센서부(14')를 구성하는 각 센서부(14a,14b,14c)는 센서(HS1,HS2,HS3)를 구비하고, 상기 센서(HS1,HS2,HS3)는 2차회로(20')의 각 자석(25)에 대응하여 자석(25)에 의한 자기장을 감지하여 기전력을 발생한 후 신호(M/S1,M/S2,M/S3)를 출력한다. 한편, 본 실시 예에서는 센서(HS1,HS2,HS3)의 구성을 홀센서로 구성하였으나, 이에 한정되지 않고 자석(25)을 감지할 수 있는 다양한 형태의 센서가 구성되어도 무방하다.
As illustrated, each
도 6은 도 4에 나타난 PWM 제어부의 회로도이다. FIG. 6 is a circuit diagram of the PWM control unit shown in FIG. 4.
도시된 바와 같이, PWM 제어부(13)는 PWM IC(13a)와 증폭부(13b)와 노이즈 필터부(13ca,13cb,13cc)를 포함하여 구성된다. As shown, the
PWM IC(13a)는 상기 센서부(14a,14b,14c)와 연결되어, 3개의 센서부 중 어느 하나 이상의 센서부에서 신호(M/S1,M/S2,M/S3)가 입력되면 고주파를 생성하고, PWM IC(13a) 출력에 각각 연결되어 증폭부(13b)를 구성하는 MOSFET(Q1,Q2)는 PWM IC(13a)에 의해 생성된 고주파 신호의 미세한 전류를 증폭한다(도 8a의 파형 참조).The
이 증폭된 고주파는 각 1차코일(17a,17b,17c)의 앞 단에 일 대 일로 연결된 노이즈 필터부(13a,13b,13c)에 분기되어 공급되고 상기 노이즈 필터부(13a,13b,13c)를 구성하는 직렬연결된 캐퍼시터((C1,C2),(C3,C4),(C5,C6))에 의해 고주파에 포함된 노이즈 성분이 인가된다(도 8b의 파형 참조).
The amplified high frequency is branched and supplied to the
도 7은 도 4에 나타낸 커넥터부의 회로도이다. 7 is a circuit diagram of the connector portion shown in FIG. 4.
2차코일(21a)에서는 도 8c와 같이 교류 파형이 출력되고, 도 7에 도시된 바와 같이 커넥터부(24a)는 DC/DC 컨버터(DDC)와 2저항(R1,R2)의 저항값으로 AC/DC 컨버터(22a)의 직류전압을 충전에 필요한 정전압으로 변환한다. 이 정전압은 도 8d와 같은 직류파형이 된다.
In the
상술한 구성의 무접점 충전장치의 작동을 살펴보면, 일반 상용 교류전원이 전원입력부(11)를 거치면서 직류로 변환되어 그 출력(12V)이 1차코일(17)을 포함한 각 구성부에 인가된다. Referring to the operation of the contactless charging device of the above-described configuration, the general commercial AC power is converted to direct current through the
이러한 상태에서 3개의 커넥터부(24a,24b,24c) 중 어느 하나 이상의 커넥터부에 휴대형 전자기기(E)의 배터리 충전단자를 각각 연결하고 1차회로(10') 위에 위치시키면, 2차회로(20')에 각각 구비된 자석의 자기장을 센서부(14a,14b,14c)가 인식하여 기전력을 발생하고 이 기전력에 의한 신호(M/S1,M/S2,M/S3)를 후단에 연결된 PWM 제어부(13)에 입력한다. In this state, when the battery charging terminals of the portable electronic device E are connected to any one or more of the three
이에 따라 PWM 제어부(13)의 PWM IC(13a)가 구동하는 것에 의해 고주파를 생성하고 노이즈를 제거하여 1차코일(17a,17b,17c)에 고주파의 교류 전압 펄스를 인가한다. As a result, the high frequency AC voltage is generated by driving the
이와 같이, 1차코일(17a,17b,17c)에 전원이 공급되고 교류 전압 펄스를 인가함에 따라 1차코일에 일정한 간극을 두고 상부에 위치한 해당 2차코일(21a,21b,21c)은 고주파 교류 전압 펄스에 대응하는 교류 유도 기전력 펄스를 생성한다. In this way, as the power is supplied to the
이 교류 유도 기전력 펄스는 해당 2차코일(21a,21b,21c)에 일 대 일로 AC/DC 컨버터(22a,22b,22c)를 거쳐 직류로 변환되고, 상기 AC/DC 컨버터(22a,22b,22c)에 일 대 일로 연결된 커넥터부(24a,24b,24c)에서 충전에 필요한 정전압을 만들어 배터리에 공급함으로써 충전을 수행한다.
The AC induced electromotive force pulses are converted into direct current through the AC /
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Rather, those skilled in the art will appreciate that many modifications and variations of the present invention are possible without departing from the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, all such appropriate modifications and changes, and equivalents thereof, should be regarded as within the scope of the present invention.
10...1차회로
11...전원입력부
13...PWM 제어부
14...센서부
17...1차코일
20...2차회로
21...2차코일
22...AC/DC 컨버터
24...커넥터부
30...핸즈프리모듈
31...블루투스 변환부
32...무선송수신부
33...오디오제어부
34...키 입력부
35...스피커
36...마이크
40...충전장치 본체
E...휴대형 전자기기10 ... primary circuit
11.Power input
13 PWM Control
14 ... sensor
17 ... Primary coil
20 ... secondary circuit
21 ... 2nd coil
22 ... AC / DC Converter
24.Connector part
30.Hands free module
31.Bluetooth Converter
32.Wireless transceiver
33.Audio Control
34 ... key input
35 ... speakers
36 ... Mike
40.Charger body
E ... Portable Electronics
Claims (7)
상기 1차코일과 이격되어 1차코일과의 유도결합에 의해 상기 교류 전압 펄스에 대응하는 교류 유도 기전력 펄스를 생성하는 2차코일과, 상기 2차코일의 교류전압을 직류전압으로 변환하는 AC/DC 컨버터와, 상기 AC/DC 컨버터의 직류전압을 충전에 필요한 정전압으로 변환하여 휴대형 전자기기의 배터리 충전단자에 연결하는 커넥터부를 구비하는 2차회로; 및,
상기 휴대형 전자기기와 무선통신하는 무선송수신부와, 상기 무선송수신부를 통해 송수신되는 오디오 신호를 블루투스 규격에 따른 신호로 변환하는 블루투스 변환부와, 상기 블루투스 변환부에서 출력되는 디지털 신호를 수신하여 아날로그로 변환한 후 스피커를 통해 출력하거나, 마이크로부터 입력된 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하여 상기 블루투스 변환부로 전송하는 오디오 제어부와, 상기 블루투스 변환부로 조작신호를 입력하는 키 입력부를 구비하는 핸즈프리모듈;을 포함하고,
상기 PWM 제어부는 상기 센서부의 신호 입력에 의해 고주파를 생성하는 PWM IC와, 상기 PWM IC의 출력단에 연결되는 MOSFET로 구성되어 생성된 고주파의 미세한 전류를 증폭하는 증폭부와, 상기 1차코일의 앞 단에 일 대 일로 연결되고 직렬연결된 캐퍼시터로 구성되어 고주파에 포함된 노이즈 성분을 제거하는 노이즈 필터부를 구비하는 것을 특징으로 하는 핸즈프리 기능을 구비한 트랜스포머 방식 무접점 충전장치.
The power input unit converts general-use AC power into DC voltage and outputs it, the sensor unit which detects the approach of the secondary circuit and outputs a signal, and generates and filters high frequency by PWM control when the signal is input. A primary circuit including a PWM control unit for applying a high frequency AC voltage pulse to the primary coil and a primary coil to which an output of the power input unit is applied and inducing charging power to the high frequency AC voltage pulse;
A secondary coil spaced apart from the primary coil to generate an AC induced electromotive force pulse corresponding to the AC voltage pulse by inductive coupling with the primary coil, and AC / converting the AC voltage of the secondary coil to a DC voltage A secondary circuit having a DC converter and a connector unit converting the DC voltage of the AC / DC converter into a constant voltage for charging and connecting the battery to a battery charging terminal of the portable electronic device; And
A wireless transmitter and receiver for wireless communication with the portable electronic device, a Bluetooth converter for converting an audio signal transmitted and received through the wireless transmitter and receiver into a signal conforming to the Bluetooth standard, and a digital signal output from the Bluetooth converter for analog and And a hands-free module including an audio control unit for converting an analog signal input from a microphone after conversion, or converting an analog signal input from a microphone into a digital signal and transmitting the digital signal to the Bluetooth conversion unit, and a key input unit for inputting an operation signal to the Bluetooth conversion unit. and,
The PWM control unit includes a PWM IC for generating a high frequency by a signal input of the sensor unit, an amplifier configured to amplify a high frequency fine current generated by a MOSFET connected to an output terminal of the PWM IC, and the front of the primary coil. Transformer-type solid-state charging device with a hands-free function characterized in that it comprises a noise filter that is composed of a capacitor connected in series one-to-one and connected in series to remove the noise component contained in the high frequency.
상기 1차코일과 각각 이격되어 1차코일과의 유도결합에 의해 상기 교류 전압펄스에 대응하는 교류 유도 기전력 펄스를 생성하는 다수의 2차코일과, 상기 2차코일과 일 대 일로 연결되어 교류전압을 직류전압으로 변환하는 AC/DC 컨버터와, 상기 AC/DC컨버터와 일 대 일로 연결되어 상기 AC/DC 컨버터의 직류전압을 충전에 필요한 정전압으로 변환하여 휴대형 전자기기의 배터리 충전단자에 연결하는 커넥터부를 구비하는 2차회로; 및,
상기 휴대형 전자기기와 무선통신하는 무선송수신부와, 상기 무선송수신부를 통해 송수신되는 오디오 신호를 블루투스 규격에 따른 신호로 변환하는 블루투스 변환부와, 상기 블루투스 변환부에서 출력되는 디지털 신호를 수신하여 아날로그로 변환한 후 스피커를 통해 출력하거나, 마이크로부터 입력된 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하여 상기 블루투스 변환부로 전송하는 오디오 제어부와, 상기 블루투스 변환부로 조작신호를 입력하는 키 입력부를 구비하는 핸즈프리모듈;을 포함하고,
상기 PWM 제어부는 상기 센서부의 신호 입력에 의해 고주파를 생성하는 PWM IC와, 상기 PWM IC의 출력단에 연결되는 MOSFET로 구성되어 생성된 고주파의 미세한 전류를 증폭하는 증폭부와, 상기 1차코일의 앞 단에 일 대 일로 연결되고 직렬연결된 캐퍼시터로 구성되어 고주파에 포함된 노이즈 성분을 제거하는 노이즈 필터부를 구비하는 것을 특징으로 하는 핸즈프리 기능을 구비한 트랜스포머 방식 무접점 충전장치.
A power input unit for converting a general commercial AC power into a DC voltage and outputting the signal, a plurality of sensor units for detecting a plurality of secondary circuit approaches, respectively, and outputting a signal, and a signal of at least one sensor unit among the plurality of sensor units When the high frequency by the PWM control and filtering by applying a high-frequency AC voltage pulse to the primary coil, and the output of the power input unit is applied a plurality of high-frequency alternating voltage pulse to induce charging power A primary circuit having a primary coil;
A plurality of secondary coils spaced apart from each of the primary coils to generate AC induced electromotive force pulses corresponding to the AC voltage pulses by inductive coupling with the primary coils, and one-to-one connection with the secondary coils AC / DC converter that converts the DC voltage into DC voltage, and is connected to the AC / DC converter one-to-one to convert the DC voltage of the AC / DC converter into a constant voltage necessary for charging and to connect the battery charging terminal of the portable electronic device. A secondary circuit having a portion; And
A wireless transmitter and receiver for wireless communication with the portable electronic device, a Bluetooth converter for converting an audio signal transmitted and received through the wireless transmitter and receiver into a signal conforming to the Bluetooth standard, and a digital signal output from the Bluetooth converter for analog and And a hands-free module including an audio control unit for converting an analog signal input from a microphone after conversion, or converting an analog signal input from a microphone into a digital signal and transmitting the digital signal to the Bluetooth conversion unit, and a key input unit for inputting an operation signal to the Bluetooth conversion unit. and,
The PWM control unit includes a PWM IC for generating a high frequency by a signal input of the sensor unit, an amplifier configured to amplify a high frequency fine current generated by a MOSFET connected to an output terminal of the PWM IC, and the front of the primary coil. Transformer-type solid-state charging device with a hands-free function characterized in that it comprises a noise filter that is composed of a capacitor connected in series one-to-one and connected in series to remove the noise component contained in the high frequency.
원통부와, 상기 원통부의 중앙으로부터 상기 원통부의 길이방향에 수직으로 연장형성된 평판부를 포함한 충전장치 본체에 내장되되,
상기 스피커는 상기 원통부의 일측부에 설치되고, 상기 마이크는 상기 원통부의 타측부에 설치되는 것을 특징으로 하는 핸즈프리 기능을 구비한 트랜스포머 방식 무접점 충전장치.
The method of claim 1 or 2, wherein the primary circuit and the hands-free module,
It is embedded in the charging device body including a cylindrical portion, and a flat portion extending perpendicular to the longitudinal direction of the cylindrical portion from the center of the cylindrical portion,
The speaker is installed on one side of the cylindrical portion, the microphone is a transformerless contactless charging device with a hands-free function, characterized in that installed on the other side of the cylindrical portion.
상기 1차코일은 동심원 형태의 페라이트 코어에 와이어가 권선되어 이루어지고,
상기 2차코일은 상기 1차코일과 이격된 상부에 위치되고, 동심원의 페라이트 코어에 와이가 권선되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 핸즈프리 기능을 구비한 트랜스포머 방식 무접점 충전장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
The primary coil is made of a wire wound around the concentric ferrite core,
The secondary coil is located on the upper spaced apart from the primary coil, the transformer type contactless charging device with a hands-free function, characterized in that the wire is wound around the concentric ferrite core.
상기 충전장치 본체에 1차회로가 내장되고, 상부에 형성된 장착홈의 본체 내부에 1차코일이 상부를 향하도록 장착되며,
상기 1차회로와 이격되는 상부에 2차회로가 위치되고 상기 2차회로는 휴대형 전자기기의 하부에 위치하되, 상기 1차코일과 대응되는 위치에 2차코일이 장착되어,
배터리의 충전 시 상기 2차회로가 충전장치 본체의 장착홈에 장착되는 것을 특징으로 하는 핸즈프리 기능을 구비한 트랜스포머 방식 무접점 충전장치.
The method of claim 4, wherein
The primary circuit is built in the main body of the charging device, the primary coil is mounted inside the main body of the mounting groove formed on the upper side,
The secondary circuit is located in the upper spaced apart from the primary circuit and the secondary circuit is located in the lower portion of the portable electronic device, the secondary coil is mounted at a position corresponding to the primary coil,
Transformer-type solid-state charging device with a hands-free function, characterized in that the secondary circuit is mounted to the mounting groove of the charging device body when the battery is charged.
상기 2차회로에는 상기 2차코일의 수만큼 자석이 구비되고, 상기 센서부에는 상기 자석의 자기장을 감지하여 기전력을 발생하는 홀센서가 상기 자석에 대응되게 구비되는 것을 특징으로 하는 핸즈프리 기능을 구비한 트랜스포머 방식 무접점 충전장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
The secondary circuit is provided with a magnet as many as the number of the secondary coil, the sensor unit has a hands-free function characterized in that the Hall sensor for generating an electromotive force by detecting the magnetic field of the magnet corresponding to the magnet Transformerless contactless charging device.
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