KR101712647B1 - 무선 충방전 보조 배터리 - Google Patents

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KR101712647B1
KR101712647B1 KR1020150119250A KR20150119250A KR101712647B1 KR 101712647 B1 KR101712647 B1 KR 101712647B1 KR 1020150119250 A KR1020150119250 A KR 1020150119250A KR 20150119250 A KR20150119250 A KR 20150119250A KR 101712647 B1 KR101712647 B1 KR 101712647B1
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최현미
신웅철
채영선
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주식회사 모어브
최현미
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    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Abstract

본 발명은 무선 충방전 보조 배터리에 관한 것으로서, 무선 전력 송신 장치로부터 무선 전력을 수신하거나 무선 전력 수신 장치로 무선 전력을 송신하는 제1 및 제2 안테나; 상기 제1 또는 제2 안테나로 수신된 무선 전력을 직류 전력으로 정류하는 전력 수신부; 상기 직류 전력을 전달받아 충전되는 배터리부; 상기 배터리부에 충전된 직류 전력을 무선 전력으로 변환하고, 상기 제1 또는 제2 안테나를 통해 상기 변환된 무선 전력을 상기 무선 전력 수신 장치로 송신하는 전력 송신부; 및 상기 제1 안테나를 통해 무선 전력을 수신하고 상기 제2 안테나를 통해 무선 전력을 송신하도록 상기 전력 수신부 및 상기 전력 송신부를 제어하거나, 상기 제2 안테나를 통해 무선 전력을 수신하고 상기 제1 안테나를 통해 무선 전력을 송신하도록 상기 전력 수신부 및 상기 전력 송신부를 제어하는 제어부;를 포함하여 구성된다.

Description

무선 충방전 보조 배터리{Auxiliary battery for wirelessly charging and discharging}
본 발명은 무선 충방전 보조 배터리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 무선 전력을 송신 또는 수신 가능한 두 안테나 중에서 어느 하나의 안테나로 무선 전력을 송신하고 이외 안테나로 무선 전력을 수신하도록 무선 전력 수신 요청 신호에 대응하여 전력 수신부 및 전력 송신부를 제어함으로써, 무선으로 동시에 전력 충전 및 전력 공급이 가능한 무선 충방전 보조 배터리에 관한 것이다.
무선 충전 기술(wireless charging technology)은 전원 코드나 충전용 커넥터를 사용하지 않고 무선으로 배터리의 충전에 필요한 전력을 전송하는 기술이다. 종래에는 전동 칫솔이나 가정용 무선 전화, 전동 공구 등의 한정적인 용도에 머물고 있었다.
그러나, 최근 스마트폰 시장의 폭발적인 증가와 더불어, 무선 충전 기술의 이용 확대가 가속화되고 있다. 스마트폰은 사용자가 풍부한 콘텐츠와 멀티미디어를 언제든지 자유롭게 즐길 수 있는 반면, 배터리 용량의 제약으로 사용시간이 짧은 한계가 있다. 스마트폰 시장에서의 무선충전기술은 2010년부터 무선충전대응 스마트폰이 등장 한 것을 계기로 상황이 크게 바뀌었으며, 2011년 들어서는 휴대폰 및 스마트폰을 무선으로 충전하는 것을 목적으로 무선 충전 모듈을 탑재하는 제품들이 국내외에서 잇따라 발표되고 있다.
비접촉 방식의 표준 규격의 확대채용을 목표로 하는 WPC(Wireless Power Consoritum)가 2010년 7월에 5W 이하 출력의 기기를 대상으로 한 최초의 표준 사양을 발표한 이후, 이 단체에 가입하는 업체들이 계속해서 늘어나고 있다. 스마트폰 채용으로 시장이 확대되고 있는 무선 충전 기술은 향후 디지털 카메라, 태블릿 PC, 모니터, 디지털 TV 등 출력이 큰 기기로 채용이 확대될 전망이다.
이러한 무선 충전을 가능하게 하는 여러 기술 중에서 제품화, 실용화의 측면에서 우수한 것이 전자기 유도 방식이며, 전자기 유도 방식은 여러 번 감은 코일 사이에서 발생하는 전자기적인 에너지 결합을 이용한다.
이는 AC 또는 고주파 전류가 흐르는 코일에 의해 발생한 자기장이 인접한 코일의 출력 단자에 기전력을 발생한 다는 패러데이 법칙에 기반한 것이다. 무선 충전 수신모듈을 장착한 일반 휴대폰, 스마트폰, 디지털카메라 등이 무선충전 송신모듈이 구성된 무선 충전기의 충전면(charging surface) 위에 놓이면 충전을 담당하는 아날로그 회로와 전력회로, 제어 회로, 정류회로, 충전회로 등이 동작하여 기기 내에 장착된 배터리를 충전하게 된다.
그러나, 종래의 무선충전장치는 무선충전용 송신부가 구비되어 있어도, 무선 충전용 수신부가 내장되지 않은 휴대용 단말기는 달리 충전할 수 있는 방법이 없고, 사용시마다 송신부를 전원 장치에 별도로 연결하여 사용해야 하는 번거로움이 있고, 별도로 연결할 전원 단자가 없는 경우에는 무선충전장치를 이용하기 어려운 문제점이 있다.
한국공개특허 제10-2010-0094197호
본 발명의 목적은, 무선 전력을 송신 또는 수신 가능한 두 안테나를 구비하여 어느 하나의 안테나로 무선 전력을 송신하고 이외 안테나로 무선 전력을 수신하도록 제어함으로써, 무선으로 동시에 전력 충전 및 전력 공급이 가능한 무선 충방전 보조 배터리를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명에 따른 무선 충방전 보조 배터리는, 무선 전력 송신 장치로부터 무선 전력을 수신하거나 무선 전력 수신 장치로 무선 전력을 송신하는 제1 및 제2 안테나; 상기 제1 또는 제2 안테나로 수신된 무선 전력을 직류 전력으로 정류하는 전력 수신부; 상기 직류 전력을 전달받아 충전되는 배터리부; 상기 배터리부에 충전된 직류 전력을 무선 전력으로 변환하고, 상기 제1 또는 제2 안테나를 통해 상기 변환된 무선 전력을 상기 무선 전력 수신 장치로 송신하는 전력 송신부; 및 상기 제1 안테나를 통해 무선 전력을 수신하고 상기 제2 안테나를 통해 무선 전력을 송신하도록 상기 전력 수신부 및 상기 전력 송신부를 제어하거나, 상기 제2 안테나를 통해 무선 전력을 수신하고 상기 제1 안테나를 통해 무선 전력을 송신하도록 상기 전력 수신부 및 상기 전력 송신부를 제어하는 제어부;를 포함하여 구성된다.
상기 무선 충방전 보조 배터리는, 상기 무선 전력 송신 장치로부터 제1 전력 수신 요청 신호를 수신하고, 상기 무선 전력 수신 장치로 제2 전력 수신 요청 신호를 송신하는 통신부;를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제1 전력 수신 요청 신호가 수신되거나 상기 제2 전력 수신 요청신호가 송신되는 경우, 상기 무선 전력 송신 장치와 상기 제1 및 제2 안테나 간의 거리를 판단할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제1 및 제2 안테나 중 상기 무선 전력 송신 장치와 가까이 위치한 안테나를 통해 상기 무선 전력 송신 장치로부터 무선 전력을 수신하도록 전력 수신부를 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제1 및 제2 안테나 중 상기 무선 전력 송신 장치와 멀리 위치한 안테나를 통해 상기 무선 전력 수신 장치로 상기 배터리부에 저장된 무선 전력을 송신하도록 전력 송신부를 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 배터리부의 상태 정보를 측정하고, 상기 측정된 상태 정보에 대응하여 상기 전력 송신부 및 상기 전력 수신부를 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 상태 정보가 기 설정된 최소값 이하인 경우, 무선 전력의 송신을 차단하도록 상기 전력 송신부를 제어하고, 상기 통신부가 상기 제1 전력 수신 요청 신호를 수신하는 경우, 무선 전력의 수신을 수행하도록 상기 전력 수신부를 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 상태 정보가 기 설정된 최대값 이상인 경우, 무선 전력의 수신을 차단하도록 상기 전력 수신부를 제어하고, 상기 통신부가 상기 제2 전력 수신 요청 신호를 송신하는 경우, 무선 전력의 송신을 수행하도록 상기 전력 송신부를 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 상태 정보가 기 설정된 최대값 미만이고 기 설정된 최소값을 초과하는 경우, 무선 전력의 송수신을 수행하도록 상기 전력 송신부 및 상기 전력 수신부를 제어할 수 있다.
상기 상태 정보는 배터리부의 SOC(State of Charge), 배터리부의 전압 및 배터리부의 전류 중 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 무선 충방전 보조 배터리는 두 안테나 중에서 무선 전력 송신 장치와 가까이 위치한 안테나를 이용하여 무선 전력을 수신하고, 이외 안테나를 이용하여 무선 전력 수신 장치로 무선 전력을 송신함으로써, 충전 및 방전 방향을 사용자가 변경하지 않고도 무선으로 전력을 충전받거나 공급할 수 있는 효과를 가진다.
또한, 본 발명은 배터리의 상태 정보에 대응하여 무선 전력의 송수신을 제어함으로써, 배터리의 과방전 및 과충전을 방지할 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충방전 보조 배터리와 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 수신 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충방전 보조 배터리의 회로도를 도시한 도면이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 "...부"의 용어는 하나 이상의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충방전 보조 배터리(100)와 무선 전력 송신 장치(10) 및 무선 전력 수신 장치(20)의 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충방전 보조 배터리(100)의 회로도를 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충방전 보조 배터리(100)는 제1 안테나(110), 제2 안테나(120), 전력 수신부(130), 배터리부(140), 전력 송신부(150), 통신부(160), 제어부(170) 및 차폐부(180)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 무선 충방전 보조 배터리(100)는 일 실시예에 따른 것이고, 그 구성요소들이 도 1 내지 도 2에 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다.
무선 충방전 보조 배터리(100)는 무선 전력 송신 장치(10)로부터 무선으로 전력을 수신하여 배터리부(140)에 전력을 충전하고, 배터리부(140)에 충전된 전력을 무선으로 무선 전력 수신 장치(20)에 공급하는 역할을 수행할 수 있다.
보다 구체적으로, 무선 충방전 보조 배터리(100)는 자기공명방식 및 자기유도방식 중 하나 이상을 이용하여 무선 전력 송신 장치(10) 및 무선 전력 수신 장치(20)와 무선 전력을 송수신할 수 있다.
이때, 무선 전력 송신 장치(10)는 외부로부터 전력을 공급받아 자기장을 발생시키고, 무선 충방전 보조 배터리(100)는 무선 전력 송신 장치(10)로부터 발생된 자기장을 이용하여 전류를 발생시켜 무선 전력을 수신받고, 수신된 무선 전력을 후술되는 배터리부(140)에 충전할 수 있다.
이와 유사하게, 무선 충방전 보조 배터리(100)는 배터리부(140)에 충전된 전력을 이용하여 자기장을 발생시키고, 무선 전력 수신 장치(20)는 무선 충방전 보조 배터리(100)로부터 발생된 자기장을 이용하여 전력을 발생시켜 무선 전력을 수신받을 수 있다.
이때, 무선 전력 송신 장치(10)는 전원 케이블을 통해 외부로부터 전력을 공급받아 무선으로 전력을 공급하는 무선 충전 패드(Pad) 일 수 있으며, 무선 전력 수신 장치(20)는 배터리를 구비하는 각종 전자 기기 및 전원 케이블 대신 무선으로 전원을 공급받아 구동되는 각종 가전 기기일 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신 장치는 이동 단말기(portable terminal), 휴대 전화기(cellular phone), 스마트폰(smart phone), 개인 정보 단말기(PDA: Personal Digital Assistant), 휴대 미디어 플레이어(PMP: Portable Media Player), 와이브로 단말기(Wibro terminal), 태블릿(tablet), 패블릿(pablet), 노트북(notebook), 디지털 카메라 및 네비게이션 단말기일 수 있다.
제1 안테나(110) 및 제2 안테나(120)는 자기장을 이용하여 무선 전력 송신 장치(10)로부터 무선 전력을 수신하거나 무선 전력 수신 장치(20)로 무선 전력을 송신하는 역할을 수행할 수 있다. 이때, 자기장의 특정 주파수가 공진 주파수인 경우에는 자기 공명 현상이 발생하여 보다 효율적으로 전력을 송수신할 수 있다.
즉, 제1 안테나(110) 및 제2 안테나(120)는 무선 전력의 송신수 환경에 따라 어느 하나의 안테나가 무선 전력을 수신하는 역할을 수행할 수 있고, 이외 다른 하나의 안테나가 무선 전력을 송신하는 역할을 수행할 수 있다.
전력 수신부(130)는 제1 안테나(110) 및 제2 안테나(120) 중 어느 하나의 안테나로부터 수신된 무선 전력을 직류 전력으로 정류하는 역할을 수행하고, 정류된 직류 전력을 기 설정된 전압으로 변환하여 배터리부(140)에 충전하는 역할을 수행할 수 있다.
이를 위하여, 전력 수신부(130)는 제1 임피던스 정합부(121), 정류부(122) 및 제1 전압 변환부(123) 를 포함할 수 있다.
제1 임피던스 정합부(121)는 수신되는 무선 전력의 전압값이나 전류값, 전력값, 주파수값 등에 기초하여 제1 임피던스 정합부(121)에 포함된 스위칭 소자를 제어함으로써 무선 충방전 보조 배터리(100)의 임피던스를 조정하는 역할을 수행할 수 있다.
정류부(122)는 수신된 교류의 무선 전력을 정류하여 직류 전력으로 변환하는 역할을 수행할 수 있다.
보다 구체적으로, 정류기(122)는 다이오드나 트랜지스터를 이용하여 교류의 무선 전력을 직류 전력으로 변환하고, 캐패시터와 저항을 이용하여 평활하게 정류할 수 있다.
이때, 정류기(122)는 브릿지 회로 등으로 구현되는 전파 정류기, 반파 정류기 및 전압 체배기 중 하나 이상일 수 있음을 유의한다.
전압 변환부(123)는 정류된 직류 전력의 전압을 기 설정된 제1 전압으로 변환하여 출력하는 역할을 수행할 수 있다.
여기서, 기 설정된 제1 전압은 배터리부(140)의 충전에 요구되는 입력 전압값일 수 있다. 즉, 정류부(122)에서 정류된 직류 전력의 전압값이 배터리부(140)의 충전에 요구되는 입력 전압값에 비하여 크거나 작은 경우에 전압 변환부(123)는 정류된 직류 전력의 전압값을 변환할 수 있다.
배터리부(140)는 전압 변환부(123)로부터 출력되는 직류 전력을 전달받아 저장하는 역할을 수행할 수 있다.
이때, 배터리부(140)의 배터리 종류는 한정되지 않음을 유의한다.
전력 송신부(150)는 배터리부(140)에 충전된 직류 전력을 무선 전력으로 변환하여 제1 안테나(110) 및 제2 안테나(120) 중 어느 하나의 안테나를 통해 무선 전력 수진 장치(20)로 송신하는 역할을 수행할 수 있다.
이를 위하여, 전력 송신부(150)는 제2 전압 변환부(151), 주파수 발진부(152) 및 제2 임피던스 정합부(153)를 포함할 수 있다.
제2 전압 변환부(151)는 배터리부(140)로부터 출력되는 직류 전력의 전압을 후술되는 주파수 발진부(152)의 입력 전압에 대응하여 기 설정된 제2 전압으로 변환하는 역할을 수행할 수 있다. 여기서, 기 설정된 제2 전압은 주파수 발진부(152)에서 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는데 필요한 입력 전압값일 수 있다.
주파수 발진부(152)는 제2 전압 변환부(151)가 출력하는 직류 전력을 입력받고, 입력된 직류 전력을 특정 주파수의 교류 전력으로 변환하여 출력하는 역할을 수행할 수 있다. 여기서, 특정 주파수는 자기 공명 현상을 이용하여 효율적인 전력 송수신을 위해 상술된 공진 주파수일 수 있다.
제2 임피던스 정합부(153)는 캐패시터, 인덕터 및 이들의 연결을 스위칭하는 스위치를 제어하여 임피던스의 정합을 변경하는 역할을 수행할 수 있다. 이때, 무선 전력을 무선 전력 수신 장치(20)로 송신하는 제1 안테나(110) 또는 제2 안테나(12)로부터 무선 전력의 반사파를 검출하고, 검출된 반사파에 기초하여 상술된 소자들 간에 물리값, 연결상태 및 스위칭을 제어할 수 있다.
최종적으로, 전력 송신부(150)는 배터리부(140)에 저장된 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 제1 안테나(110) 또는 제2 안테나(120)에 인가함으로써, 무선 전력을 무선 전력 수신 장치(20)로 송신할 수 있다.
보다 구체적으로, 제1 안테나(110) 또는 제2 안테나(120)는 특정 주파수의 교류 전력을 인가받아 특정 주파수의 자기장을 발생시키고, 무선 전력 수신 장치(20)는 이를 수신하여 전류를 생성함으로써, 무선 전력을 수신할 수 있다.
통신부(160)는 상술된 전력 수신부(130) 및 전력 송신부(140)의 무선 전력 송수신을 수행하는데 있어서, 무선 전력 송신 장치(10)로부터 제1 전력 수신 요청 신호를 수신하고, 무선 전력 수신 장치(20)로 제2 전력 수신 요청 신호를 송신하는 역할을 수행할 수 있다.
보다 구체적으로, 제어부(170)은 통신부(160)으로부터 제1 전력 수신 요청 신호가 수신되거나 제2 전력 수신 요청신호가 송신되는 경우, 무선 전력 송신 장치(10)와 제1 안테나(110) 및 제2 안테나(120) 간의 거리를 판단할 수 있다.
이후, 제어부(170)는 통신부(160)로 제1 전력 수신 요청 신호가 수신된 경우, 제1 안테나(110) 및 제2 안테나(120) 중 무선 전력 송신 장치(10)와 가까이 위치한 안테나를 통해 무선 전력 송신 장치(10)로부터 무선 전력을 수신하도록 전력 수신부(130)를 제어할 수 있다.
반대로, 제어부(170)는 통신부(160)에서 제2 전력 수신 요청 신호가 송신되는 경우, 제1 안테나(110) 및 제2 안테나(120) 중 무선 전력 송신 장치(10)와 멀리 위치한 안테나를 통해 무선 전력 수신 장치(20)로 무선 전력을 송신하도록 전력 송신부(150)를 제어할 수 있다.
상술된 구성을 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충방전 보조 배터리(100)는 양측면에 무선 전력 송신 장치(10) 및 무선 전력 수신 장치(20)가 접하여 위치하는 경우, 제1 안테나(110) 및 제2 안테나(120) 중 무선 전력 송신 장치(10)와 가까이 위치한 안테나를 이용하여 무선 전력을 수신하고, 무선 전력 수신 장치(20)와 가까이 위치한 안테나를 이용하여 무선 전력을 송신함으로써, 무선 전력의 동시 충방전이 가능할 수 있다.
이에 따라, 무선 충방전 보조 배터리(100)는 사용자가 무선 충방전 보조 배터리(100)의 양측면을 각각 무선 전력 송신 장치(10) 및 무선 전력 수신 장치(20)와 접하도록 위치 시키더라도, 자기장 간의 간섭없이 무선 전력을 충전 또는 공급할 수 있다.한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충방전 보조 배터리(100)의 일측면에 무선 전력 송신 장치(10) 및 무선 전력 수신 장치(20) 중 어느 하나가 접하는 경우, 일측면에 접한 장치에 대응하여 무선 전력을 송신 또는 수신하여 무선 전력의 충전 및 방전을 개별적으로 수행할 수 있다.
보다 구체적으로, 무선 충방전 보조 배터리(100)의 일측면에 무선 전력 송신 장치(10)만이 접하여 위치하는 경우, 제1 안테나(110) 및 제2 안테나(120) 중 무선 전력 송신 장치(10)와 가까이 위치한 안테나를 이용하여 무선 전력의 수신만을 수행하여 배터리부(140)를 충전할 수 있다.
또한, 무선 충방전 보조 배터리(100)의 일측면에 무선 전력 수신 장치(20)만이 접하여 위치하는 경우, 제1 안테나(110) 및 제2 안테나(120) 중 무선 전력 수신 장치(20)와 가까이 위치한 안테나를 이용하여 무선 전력의 송신만을 수행하여 무선 전력 수신 장치(20)의 배터리에 전력을 공급할 수 있다.
제어부(170)는 배터리부(140)의 상태 정보를 측정하고, 측정된 상태 정보에 대응하여 전력 수신부(130) 및 전력 송신부를 제어하는 역할을 수행할 수 있다. 여기서, 배터리부(140)의 상태 정보는 배터리부의 SOC(State of Charge), 배터리부의 전압 및 배터리부의 전류 중 하나 이상일 수 있다.
제어부(170)는 배터리부(140)의 상태 정보가 기 설정된 최소값 이하인 경우, 무선 전력의 송신을 차단하도록 전력 송신부(150)를 제어하고, 통신부(160)가 제1 전력 수신 요청 신호를 수신하는 경우, 무선 전력의 수신을 수행하도록 전력 수신부(130)를 제어할 수 있다.
또한, 제어부(170)는 배터리부(140)의 상태 정보가 기 설정된 최대값 이상인 경우, 무선 전력의 수신을 차단하도록 전력 수신부(130)를 제어하고, 통신부(160)가 상기 제2 전력 수신 요청 신호를 송신하는 경우, 무선 전력의 송신을 수행하도록 전력 송신부(150)를 제어할 수 있다.
마지막으로, 제어부(170)는 배터리부(140)의 상태 정보가 기 설정된 최대값 미만이고 기 설정된 최소값을 초과하는 경우, 무선 전력의 송수신을 수행하도록 전력 송신부(150) 및 전력 수신부(130)를 제어할 수 있다.
이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충방전 보조 배터리(100)는 배터리부(140)에 충전된 전력의 충전량이 일정 수준 이하인 경우, 무선 전력의 공급을 중단하고 무선 전력을 공급받아 충전만을 수행할 수 있으며, 반대로 배터리부(140)에 충전된 전력의 충전량이 일정 수준 이상 혹은 완충된 경우, 무선 전력의 충전을 중단하고 배터리부(140)에 충전된 전력을 외부로 공급할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충방전 보조 배터리(100)는 배터리부(140)에 충전된 전력의 충전량이 일정 수준 범위 내인 경우, 무선 전력을 이용한 배터리부(140)의 충방전을 동시에 수행할 수 있다.
차폐부(180)는 제1 및 제2 안테나(110, 120)에 형성되는 자기장을 차단하는 역할을 수행할 수 있다. 이를 위하여, 차폐부(180)는 제1 안테나(110)와 배터리부(140) 사이에 위치하는 제1 차폐막(181) 및 제2 안테나(120)와 배터리부(140) 사이에 위치하는 제2 차폐막(182)을 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 제1 및 제2 차폐막(181, 182)은 각각 제1 및 제2 안테나(110, 120)의 면적에 대응되는 크기로 무선 충방전 보조 배터리(100)의 내부에 삽입될 수 있다. 이를 통해, 제1 및 제2 차폐막(181, 182)은 각각 제1 및 제2 안테나(110, 120)로부터 형성되는 자기장을 차폐하여 자기장에 따른 유도 전류로 인한 상술된 전력 수신부(130), 배터리부(140), 전력 송신부(150), 통신부(160) 및 제어부(170)의 오작동을 방지할 수 있다.
또한, 제1 및 제2 차폐막(181, 182)은 각각 제1 및 제2 안테나(110, 120)로부터 형성되는 자기장 간에 중첩을 방지함으로써, 제1 및 제2 안테나(110, 120)의 무선 전력 송수신이 정확하게 수행되도록 할 수 있다.
이때, 차폐부(180)는 페라이트를 포함하여 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 무선 충방전 보조 배터리
110 : 제1 안테나 120 :제2 안테나
130 : 전력 수신부
131 : 제1 임피던스 정합부 132 : 정류부
133 : 제1 전압 변환부
140 : 배터리부
150 : 전력 송신부
151 : 제2 전압 변환부 152 : 주파수 발진부
153 : 제2 임피던스 정합부
160 : 통신부
170 : 제어부
180 : 차폐부

Claims (11)

  1. 무선 전력 송신 장치로부터 무선 전력을 수신하거나 무선 전력 수신 장치로 무선 전력을 송신하는 제1 및 제2 안테나;
    상기 제1 또는 제2 안테나로 수신된 무선 전력을 직류 전력으로 정류하는 전력 수신부;
    상기 직류 전력을 전달받아 충전되는 배터리부;
    상기 배터리부에 충전된 직류 전력을 무선 전력으로 변환하고, 상기 제1 또는 제2 안테나를 통해 상기 변환된 무선 전력을 상기 무선 전력 수신 장치로 송신하는 전력 송신부; 및
    상기 제1 안테나를 통해 무선 전력을 수신하고 상기 제2 안테나를 통해 무선 전력을 송신하도록 상기 전력 수신부 및 상기 전력 송신부를 제어하거나, 상기 제2 안테나를 통해 무선 전력을 수신하고 상기 제1 안테나를 통해 무선 전력을 송신하도록 상기 전력 수신부 및 상기 전력 송신부를 제어하는 제어부;를 포함하며, 그리고
    상기 제어부는, 상기 제1 및 제2 안테나 중 상기 무선 전력 송신 장치와 가까이 위치한 안테나를 통해 상기 무선 전력 송신 장치로부터 무선 전력을 수신하도록 전력 수신부를 제어하는 것을 특징을 하는, 무선 충방전 보조 배터리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 무선 전력 송신 장치로부터 제1 전력 수신 요청 신호를 수신하고, 상기 무선 전력 수신 장치로 제2 전력 수신 요청 신호를 송신하는 통신부;를 더 포함 것을 특징으로 하는,
    무선 충방전 보조 배터리.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 및 제2 안테나 중 상기 무선 전력 송신 장치와 멀리 위치한 안테나를 통해 상기 배터리부에 저장된 무선 전력을 상기 무선 전력 수신 장치로 송신하도록 전력 송신부를 제어하는 것을 특징을 하는,
    무선 충방전 보조 배터리.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 배터리부의 상태 정보를 측정하고, 상기 측정된 상태 정보에 대응하여 상기 전력 송신부 및 상기 전력 수신부를 제어하는 것을 특징으로 하는,
    무선 충방전 보조 배터리.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 상태 정보가 기 설정된 최소값 이하인 경우, 무선 전력의 송신을 차단하도록 상기 전력 송신부를 제어하고, 상기 통신부가 상기 제1 전력 수신 요청 신호를 수신하는 경우, 무선 전력의 수신을 수행하도록 상기 전력 수신부를 제어하는 것을 특징으로 하는,
    무선 충방전 보조 배터리.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 상태 정보가 기 설정된 최대값 이상인 경우, 무선 전력의 수신을 차단하도록 상기 전력 수신부를 제어하고, 상기 통신부가 상기 제2 전력 수신 요청 신호를 송신하는 경우, 무선 전력의 송신을 수행하도록 상기 전력 송신부를 제어하는 것을 특징으로 하는,
    무선 충방전 보조 배터리.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 상태 정보가 기 설정된 최대값 미만이고 기 설정된 최소값을 초과하는 경우, 무선 전력의 송수신을 수행하도록 상기 전력 송신부 및 상기 전력 수신부를 제어하는 것을 특징으로 하는,
    무선 충방전 보조 배터리.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 상태 정보는 배터리부의 SOC(State of Charge), 배터리부의 전압 및 배터리부의 전류 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는,
    무선 충방전 보조 배터리.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 안테나에 의해 형성되는 자기장을 차단하는 차폐부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    무선 충방전 보조 배터리.
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