KR102166403B1 - Wireless power transmitting cradle for vehicle - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 제1 연결부를 구비하는 서포트 몸체와, 상기 서포트 몸체에 연결되며 차량의 전원잭에 접속되도록 형성되는 접속잭과, 상기 제1 연결부에 설치되며 상기 접속잭과 전기적으로 연결되는 제1 단자를 갖는, 서포트 유닛; 및 상기 제1 연결부에 회전 가능하게 연결되는 제2 연결부를 구비하는 충전 몸체와, 상기 제2 연결부에 설치되며 상기 제1 단자에 접속되는 제2 단자와, 상기 충전 몸체에 외부로 노출되도록 설치되는 점착 패드와, 상기 제2 단자를 통해 상기 접속잭으로부터 입력되는 전력으로 무선전력 신호를 출력하고 상기 무선전력 신호를 상기 점착 패드에 점착 고정된 무선전력 수신장치로 전송하는 출력 모듈을 갖는, 충전 유닛을 포함하는, 무선전력 전송을 위한 차량용 거치대를 제공한다.The present invention provides a support body having a first connection part, a connection jack connected to the support body and formed to be connected to a power jack of a vehicle, and a first terminal installed on the first connection part and electrically connected to the connection jack Having, a support unit; And a charging body having a second connection part rotatably connected to the first connection part, a second terminal installed in the second connection part and connected to the first terminal, and installed to be exposed to the outside of the charging body. A charging unit having an adhesive pad and an output module that outputs a wireless power signal with power input from the connection jack through the second terminal and transmits the wireless power signal to a wireless power receiving device adhesively fixed to the adhesive pad It provides a vehicle cradle for wireless power transmission including a.
Description
본 발명은 무선전력을 전송하기 위한 차량용 거치대에 관한 것이다.
The present invention relates to a vehicle cradle for transmitting wireless power.
일반적으로, 이동통신단말기, PDA(Personal Digital Assistants) 등과 같은 휴대용 전자기기에는 재충전 가능한 2차 전지(Secondary Battery)가 배터리로서 장착된다. 배터리를 충전하기 위해서는, 가정용 상용 전원을 이용하여 휴대용 전자기기의 배터리에 전기 에너지를 제공하는 별도의 충전장치가 필요하다. In general, portable electronic devices such as mobile communication terminals and PDAs (Personal Digital Assistants) are equipped with rechargeable secondary batteries as batteries. In order to charge the battery, a separate charging device that provides electric energy to the battery of a portable electronic device using a commercial household power source is required.
통상적으로, 충전장치와 배터리에는 외부에 각각 별도의 접촉 단자가 구성되어 있어서, 두 접촉 단자를 서로 접속시키는 것에 의해 충전장치와 배터리를 전기적으로 연결한다. 그러나, 이와 같이 접촉 단자가 외부에 돌출되면, 미관상 좋지 않고 접촉 단자가 외부의 이물질에 오염되어 접촉 상태가 쉽게 불량해지기도 한다. 또한, 사용자의 부주의로 배터리에 단락이 발생하거나 습기에 노출되면, 충전에너지가 쉽게 소실될 수 있다. Typically, the charging device and the battery have separate contact terminals externally respectively, so that the charging device and the battery are electrically connected by connecting the two contact terminals to each other. However, if the contact terminal protrudes to the outside as described above, it is not good in terms of appearance, and the contact terminal is contaminated with external foreign substances, and thus the contact state is easily deteriorated. In addition, if the battery is short-circuited or exposed to moisture due to the user's carelessness, charging energy may be easily lost.
이러한 접촉식 충전방식의 대안으로서, 충전장치와 배터리 각각의 접촉 단자들이 서로 접촉되지 않는 방식으로 배터리가 충전되도록 전력 전달이 무선으로 이루어지는 무선 전력 충전 시스템이 제안되고 있다. As an alternative to the contact charging method, a wireless power charging system in which power is transmitted wirelessly has been proposed so that the battery is charged in a manner in which the charging device and the contact terminals of the battery do not contact each other.
이러한 무선 전력 충전 시스템은 통상적으로 책상이나 탁자 위 등에서 놓여서 사용될 수 있으나, 차량 내에서 사용될 수도 있다. 이와 같이 차량 내에서 사용되는 경우, 휴대용 전자기기의 배치를 바꾸어야 하는 경우가 많아 휴대용 전자기기에 전력을 안정적으로 공급하기 어려운 점이 있다. 또한, 현재 차량의 내부에는, 휴대용 전자기기를 간편하게 거치할 수 있으면서도 무선 전력 충전이 가능한 별도의 구조체가 구비되어 있지 않아, 사용자가 차량 내부에서 무선 전력 충전을 하는 것이 쉽지 않다.Such a wireless power charging system may be used while being placed on a desk or a table, but may be used in a vehicle. When used in a vehicle as described above, it is difficult to stably supply electric power to the portable electronic device since it is often necessary to change the arrangement of the portable electronic device. In addition, since a separate structure capable of wireless power charging while being able to easily mount portable electronic devices is not provided inside the vehicle, it is difficult for a user to perform wireless power charging inside the vehicle.
아울러, 차량은 엔진의 떨림 또는 노면 요철 등을 인해 주행 중에 진동이 발생하게 된다. 이러한 진동은 차량 내부로 전달되어, 차량 내부에 설치된 무선 전력 충전 시스템과, 이에 거치된 휴대용 전자기기에도 전달될 수 있다. 이 경우, 휴대용 전자기기는 차량의 진동으로 인해 무선 전력 충전 시스템에 정위치되지 못할 수 있고, 이에 의해 충전 효율이 떨어질 수 있다. 이에 따라, 차량에 설치되는 무선 전력 충전 시스템은, 진동이 발생하는 경우에도 휴대용 전자기기를 안정적으로 고정할 수 있게 구성될 필요가 있다.
In addition, the vehicle is vibrated during driving due to vibration of the engine or uneven road surface. Such vibration may be transmitted to the vehicle interior, and may be transmitted to a wireless power charging system installed inside the vehicle and a portable electronic device mounted thereto. In this case, the portable electronic device may not be properly positioned in the wireless power charging system due to the vibration of the vehicle, thereby reducing charging efficiency. Accordingly, the wireless power charging system installed in the vehicle needs to be configured to stably fix the portable electronic device even when vibration occurs.
본 발명의 목적은, 구조가 간단하며 무선전력 수신장치를 간편하고 안정적으로 고정 및 거치할 수 있을 뿐만 아니라 거치된 무선전력 수신장치에 대한 무선 충전도 가능한, 무선전력 전송을 위한 차량용 거치대를 제공하는 것이다.
An object of the present invention is to provide a vehicle cradle for wireless power transmission, which has a simple structure and is capable of simply and stably fixing and mounting a wireless power receiving device, as well as wireless charging for the mounted wireless power receiving device. will be.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예와 관련된 무선전력 전송을 위한 차량용 거치대는, 제1 연결부를 구비하는 서포트 몸체와, 상기 서포트 몸체에 연결되며 차량의 전원잭에 접속되도록 형성되는 접속잭과, 상기 제1 연결부에 설치되며 상기 접속잭과 전기적으로 연결되는 제1 단자를 갖는, 서포트 유닛; 및 상기 제1 연결부에 회전 가능하게 연결되는 제2 연결부를 구비하는 충전 몸체와, 상기 제2 연결부에 설치되며 상기 제1 단자에 접속되는 제2 단자와, 상기 충전 몸체에 외부로 노출되도록 설치되는 점착 패드와, 상기 제2 단자를 통해 상기 접속잭으로부터 입력되는 전력으로 무선전력 신호를 출력하고 상기 무선전력 신호를 상기 점착 패드에 점착 고정된 무선전력 수신장치로 전송하는 출력 모듈을 갖는, 충전 유닛을 포함할 수 있다.A vehicle cradle for wireless power transmission according to an embodiment of the present invention for realizing the above object includes a support body having a first connection portion, and a connection jack connected to the support body and formed to be connected to a power jack of the vehicle. And, a support unit installed on the first connection unit and having a first terminal electrically connected to the connection jack; And a charging body having a second connection part rotatably connected to the first connection part, a second terminal installed in the second connection part and connected to the first terminal, and installed to be exposed to the outside of the charging body. A charging unit having an adhesive pad and an output module that outputs a wireless power signal with power input from the connection jack through the second terminal and transmits the wireless power signal to a wireless power receiving device adhesively fixed to the adhesive pad It may include.
여기서, 상기 제1 연결부는, 구형의 헤드부; 및 상기 헤드부에서 연장 형성되고, 상기 헤드부의 최대 단면적부 보다 작은 단면적을 갖는 목부를 포함할 수 있다.Here, the first connection portion, a spherical head portion; And a neck portion extending from the head portion and having a cross-sectional area smaller than the maximum cross-sectional area portion of the head portion.
여기서, 상기 제2 연결부는, 상기 헤드부를 수용하도록 형성되는 리세스부; 상기 리세스부를 둘러싸도록 돌출 형성되고, 상기 목부에 걸리는 걸이부를 구비하는 측벽부를 포함할 수 있다.Here, the second connection portion may include a recess portion formed to receive the head portion; It is formed to protrude so as to surround the recess, and may include a side wall portion having a hook portion to be hooked to the neck.
여기서, 상기 제1 단자는, 상기 헤드부의 자유단에 형성되는 자유단자; 및 상기 헤드부의 최대 단면적부의 둘레를 따라 링 형상으로 형성되는 링단자를 포함할 수 있다.Here, the first terminal may include a free terminal formed at a free end of the head; And a ring terminal formed in a ring shape along the circumference of the maximum cross-sectional area of the head.
여기서, 상기 제2 단자는, 상기 리세스부의 중앙에 형성되며, 상기 자유단자와 접속되는 중앙단자; 및 상기 측벽부의 내주면에 둘레 방향을 따라 형성되며, 상기 링단자와 접속되는 내주단자를 포함할 수 있다.Here, the second terminal may include a center terminal formed in the center of the recess and connected to the free terminal; And an inner peripheral terminal formed along the circumferential direction on the inner peripheral surface of the sidewall portion and connected to the ring terminal.
여기서, 상기 측벽부는, 외주면에 형성되는 외주 나사산을 포함하고, 상기 제2 연결부는, 중공부를 구비하고, 상기 중공부에 상기 외주 나사산과 나사 결합되는 내주 나사산이 형성되는 조임관을 더 포함할 수 있다.Here, the side wall portion may further include an outer circumferential thread formed on an outer circumferential surface, and the second connection portion includes a hollow portion, and a tightening pipe having an inner circumferential thread screwed to the outer circumferential thread on the hollow portion is formed. have.
여기서, 상기 점착 패드는, 실리콘젤 및 폴리우레탄젤 중 적어도 어느 하나의 소재로 형성될 수 있다.Here, the adhesive pad may be formed of at least one of a silicone gel and a polyurethane gel.
여기서, 상기 충전 유닛은, 상기 점착 패드를 덮도록 형성되는 커버 모듈을 더 포함할 수 있다.Here, the charging unit may further include a cover module formed to cover the adhesive pad.
여기서, 상기 커버 모듈은, 덮개; 및 상기 덮개와 상기 충전 몸체를 상호 회전 가능하게 연결하는 힌지를 포함할 수 있다.Here, the cover module, the cover; And a hinge rotatably connecting the cover and the charging body to each other.
여기서, 상기 커버 모듈은, 상기 덮개가 개방되어 상기 점착 패드와 동일한 평면을 이루는 위치까지 회전하면 상기 덮개를 지지하여 고정시키도록 형성되는 스토퍼; 및 상기 점착 패드와 마주하는 상기 덮개의 일 면에 설치되는 보조 점착 패드를 더 포함할 수 있다.Here, the cover module includes: a stopper formed to support and fix the cover when the cover is opened and rotated to a position forming the same plane as the adhesive pad; And an auxiliary adhesive pad installed on one surface of the cover facing the adhesive pad.
여기서, 상기 출력 모듈은, 상기 충전 몸체에 내장되고 상기 무선전력 신호를 발진하는 전송 코일; 및 상기 전송 코일에 의한 상기 무선전력 신호의 발진을 제어하는 전송 제어부를 포함할 수 있다.Here, the output module, a transmission coil built in the charging body and oscillating the wireless power signal; And a transmission control unit controlling oscillation of the wireless power signal by the transmission coil.
여기서, 상기 출력 모듈은, 상기 전송 제어부가 설치되고, 상기 서포트 몸체 및 상기 충전 몸체 중 어느 하나에 설치되는 기판을 더 포함할 수 있다.Here, the output module may further include a substrate on which the transmission control unit is installed and installed on one of the support body and the charging body.
여기서, 상기 충전 유닛은, 상기 전송 제어부의 제어하에 상기 출력 모듈의 전송 상태를 표시하는 발광부를 더 포함할 수 있다.Here, the charging unit may further include a light emitting unit that displays a transmission state of the output module under the control of the transmission control unit.
여기서, 상기 출력 모듈은, 상기 전송 코일 상에 설치되는 온도 센서를 더 포함하고, 상기 전송 제어부는, 상기 온도 센서로부터 측정되는 실측 온도가 기준 온도보다 낮으면, 상기 무선전력 신호의 발진을 중지시킬 수 있다.Here, the output module further includes a temperature sensor installed on the transmission coil, and the transmission control unit stops the oscillation of the wireless power signal when the measured temperature measured by the temperature sensor is lower than a reference temperature. I can.
여기서, 상기 서포트 몸체는, 상기 차량에 지지되는 지지면을 갖는 지지 모듈; 및 상기 지지 모듈에서 상기 제1 연결부까지 연장 형성되는 연장부를 더 포함할 수 있다.Here, the support body, a support module having a support surface supported by the vehicle; And an extension part extending from the support module to the first connection part.
여기서, 상기 지지 모듈은, 상기 연장부와 연결되는 하우징; 상기 지지면과 중첩 배치되는 흡착 패드; 상기 하우징을 관통하여 상기 흡착 패드와 연결되는 중심부재; 및 상기 중심부재와 연결되어 상기 중심부재를 잡아당길 수 있게 형성되는 조작 레버를 더 포함할 수 있다.Here, the support module, the housing connected to the extension; An adsorption pad disposed to overlap the support surface; A central member passing through the housing and connected to the adsorption pad; And an operation lever connected to the central member and formed to pull the central member.
여기서, 상기 지지 모듈은, 상기 하우징에 형성되는 개구부; 및 상기 개구부를 형성하는 상기 하우징의 끝단부를 더 포함하고, 상기 흡착 패드는, 상기 개구부의 외측에 상기 끝단부와 이격되어 배치되고, 상기 조작 레버에 의해 상기 중심부재가 잡아당겨지는 경우에 상기 끝단부와 접하도록 형성될 수 있다.Here, the support module may include an opening formed in the housing; And an end portion of the housing forming the opening, wherein the suction pad is disposed outside the opening and spaced apart from the end portion, and when the central member is pulled by the operation lever, the end portion It can be formed to be in contact with the part.
여기서, 상기 끝단부는, 하나의 평면 상에 폐루프를 이루도록 형성될 수 있다.Here, the end portion may be formed to form a closed loop on one plane.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 다른 실시예와 관련된 무선전력 전송을 위한 차량용 거치대는, 제1 연결부를 구비하는 서포트 몸체를 갖는, 서포트 유닛; 및 상기 제1 연결부에 회전 가능하게 연결되는 제2 연결부를 구비하는 충전 몸체와, 상기 충전 몸체에 외부로 노출되도록 설치되는 점착 패드와, 상기 충전 몸체에 연결되며 차량의 전원잭에 접속되도록 형성되는 접속잭과, 상기 접속잭으로부터 입력되는 전력으로 무선전력 신호를 출력하고 상기 무선전력 신호를 상기 점착 패드에 점착 고정된 무선전력 수신장치로 전송하는 출력 모듈을 갖는, 충전 유닛을 포함할 수 있다.
A vehicle cradle for wireless power transmission according to another embodiment of the present invention for realizing the above-described problems, includes a support unit having a support body having a first connection portion; And a charging body having a second connection part rotatably connected to the first connection part, an adhesive pad installed to be exposed to the outside of the charging body, and a connection formed to be connected to the charging body and connected to the power jack of the vehicle. It may include a charging unit having a jack and an output module that outputs a wireless power signal using power input from the connection jack and transmits the wireless power signal to a wireless power receiver fixed to the adhesive pad.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 관련된 무선전력 전송을 위한 차량용 거치대에 의하면, 점착 패드의 구성 만으로도 무선전력 수신장치를 거치할 수 있어 거치를 위한 구조가 간단하고 제작이 용이하다. 아울러, 무선전력 수신장치가 점착 패드와 점착식으로 고정되므로, 사용자가 간편하게 착탈하여 사용할 수 있도록 함은 물론, 무선전력 수신장치에 대한 고정력도 우수하다.According to the vehicle cradle for wireless power transmission according to the present invention configured as described above, the wireless power receiver can be mounted only with the configuration of the adhesive pad, so that the structure for mounting is simple and manufacturing is easy. In addition, since the wireless power receiver is fixed with an adhesive pad and an adhesive type, the user can easily attach and detach it and use it, and the fixing power to the wireless power receiver is excellent.
또한, 서포트 유닛과 충전 유닛이 상호 회전 가능하게 연결되므로, 무선전력 수신장치가 무선 충전 중인 경우에도 무선전력 수신장치의 배치 상태를 자유롭게 바꿀 수 있게 된다. 이는 무선전력 수신장치의 배치에 관한 자유도를 높여 사용자의 수신장치에 대한 활용 편의성을 높인다. In addition, since the support unit and the charging unit are rotatably connected to each other, it is possible to freely change the arrangement state of the wireless power receiver even when the wireless power receiver is wirelessly charging. This increases the degree of freedom in the arrangement of the wireless power receiver, thereby increasing the convenience of the user's use of the receiver.
아울러, 그러한 활용 중에 출력 모듈로의 전력 공급을 위한 메인 전원을 자동차 전원으로 사용하기 때문에 위 전력 공급이 끊어지거나 불안정하지 않다. 또한, 무선전력 수신장치를 전원잭과 유선으로 직접 연결하는 경우보다 케이블의 길이가 짧아져 그에 대한 정리가 보다 깔끔해진다.In addition, since the main power supply for power supply to the output module is used as the vehicle power during such use, the above power supply is not cut off or unstable. In addition, the length of the cable is shorter than when the wireless power receiver is directly connected to the power jack by wire, so that it is more neat.
나아가, 출력 모듈과 무선전력 수신장치의 사이에 점착 패드 만이 개입될 수 있으므로, 양자 사이의 간격이 좁아 무선전력 수신장치에 대한 충전 효율을 향상시킬 수 있다.
Further, since only the adhesive pad may be intervened between the output module and the wireless power receiver, the gap between the two is narrow, and thus charging efficiency for the wireless power receiver can be improved.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 전송을 위한 차량용 거치대(10)의 충전 유닛(200)에 무선전력 수신장치(300)가 장착된 상태를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 무선전력 전송을 위한 차량용 거치대(10)의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 무선전력 전송을 위한 차량용 거치대(10)의 단면도이다.
도 4는 도 1의 충전 유닛(200)의 출력 모듈(270)과 무선전력 수신장치(300) 사이의 무선 충전에 대해 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선전력 전송을 위한 차량용 거치대(10)의 작동도이다.
도 6 내지 도 11은 도 1 및 도 5의 무선전력 전송을 위한 차량용 거치대(10)로부터 무선전력 수신장치(300)의 배터리셀 모듈(330)이 멀어지는 정도에 따른 충전효율을 도시한 그래프이다.1 is a perspective view showing a state in which a
2 is an exploded perspective view of a
3 is a cross-sectional view of a
FIG. 4 is a block diagram for explaining wireless charging between the
5 is an operation diagram of a
6 to 11 are graphs showing charging efficiency according to the degree to which the
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무선전력 전송을 위한 차량용 거치대에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다.Hereinafter, a vehicle cradle for wireless power transmission according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present specification, the same/similar reference numerals are assigned to the same/similar configurations even in different embodiments, and the description is replaced with the first description.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 전송을 위한 차량용 거치대(10)의 충전 유닛(200)에 무선전력 수신장치(300)가 장착된 상태를 도시한 사시도이다.1 is a perspective view showing a state in which a
본 도면을 참조하면, 무선전력 전송을 위한 차량용 거치대(10)는 차량의 대쉬 보드(D) 상에 설치될 수 있다. 이를 위하여, 무선전력 전송을 위한 차량용 거치대(10)는, 서포트 유닛(100)과, 충전 유닛(200)을 포함할 수 있다. Referring to this drawing, the
서포트 유닛(100)은 대쉬 보드(D)에 의해 지지되는 구성이다. 구체적으로, 서포트 유닛(100)은, 서포트 몸체(110)와, 접속잭(130)과, 제1 단자(150, 도 2)를 포함할 수 있다. 서포트 몸체(110)는 대쉬 보드(D)에 접촉하는 부분[지지 모듈(115, 도 2)]이 넓은 단면적을 갖고 충전 유닛(200)과 연결되는 부분이 상대적으로 좁은 단면적을 갖도록 형성될 수 있다. 접속잭(130)은 차량의 전원잭(P)과 접속되어, 차량의 전력을 입력받는 매개체가 된다. 접속잭(130)에 연결된 전선(131)은 서포트 몸체(110) 내로 연장된다. 이와 달리, 전선(131)은 충전 유닛(200)과 직접 연결될 수도 있다. 제1 단자(150)는 접속잭(130)을 통해 입력된 전력을 충전 유닛(200)로 전달하기 위한 매개체가 된다. The
충전 유닛(200)은 서포트 유닛(100)에 연결되며, 무선전력 수신장치(300)의 충전을 위한 무선전력 신호를 출력하는 구성이다. 충전 유닛(200)은 전체적으로 직육면체 형상을 가질 수 있다. 충전 유닛(200)의 주면(main surface)은 충전면(210a)이 된다. 충전면(210a)에는 무선전력 수신장치(300)가 장착될 수 있다. 구체적으로, 충전면(210a)에는 점착 패드(240)가 설치될 수 있고, 무선전력 수신장치(300)는 이 점착 패드(240)와 점착되어 충전면(210a)과 마주할 수 있다. 이때, 무선전력 수신장치(300)는, 휴대폰이나 음악 재생기 등과 같은 휴대용 전자기기일 수 있으며, 그 사이즈가 다양할 수 있다. 이러한 무선전력 수신장치(300)가 무선 충전되기 위한 구성은 도 4를 참조하여 후술한다. The charging
이상의 서포트 유닛(100)과 충전 유닛(200)에 대해 도 2 및 도 3을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.The
도 2는 도 1의 무선전력 전송을 위한 차량용 거치대(10)의 분해 사시도이고, 도 3은 도 1의 무선전력 전송을 위한 차량용 거치대(10)의 단면도이다.FIG. 2 is an exploded perspective view of the
본 도면들을 참조하면, 서포트 유닛(100)은, 앞서 설명한 바대로, 서포트 몸체(110)와, 접속잭(130)과, 제1 단자(150)를 포함할 수 있다. Referring to the drawings, the
서포트 몸체(110)는, 제1 연결부(111)와, 지지 모듈(115)과, 연장부(129)를 포함할 수 있다. The
제1 연결부(111)는 연장부(129)의 양단부 중에 지지 모듈(115)이 위치한 일 단부에 반대되는 타 단부 측에 위치한다. 제1 연결부(111)는 충전 유닛(200)과의 기계적 연결을 위한 구성이다. 구체적으로, 제1 연결부(111)는, 헤드부(112)와, 목부(113)를 포함할 수 있다. 헤드부(112)는 구의 형상을 가질 수 있다. 목부(113)는 헤드부(112)를 연장부(129)에 연결하는 부분으로서, 헤드부(112)의 최대 단면적부[링단자(153)가 형성된 부분] 보다 작은 단면적을 갖도록 형성된다. The
지지 모듈(115)은 차량에 지지되는 부분으로서, 서포트 몸체(110) 중에 가장 넓은 단면적을 갖도록 형성될 수 있다. 도 3에 도시된 것과 같이, 지지 모듈(115)은 차량과 접촉하는 평탄한 면인 지지면(121a)을 가질 수 있다. 지지 모듈(115)은 하우징(117), 흡착 패드(121), 중심부재(123), 조작 레버(125), 및 스프링(127)을 포함할 수 있다.The
하우징(117)은 연장부(129)와 연결되고, 전체적으로 반구형으로 형성된다. 하우징(117)의 하단에는 개구부(118)가 형성된다. 이 개구부(118)는 원형의 단면을 갖도록 형성되므로, 개구부(118)를 형성하는 하우징(117)의 끝단부(119)도 하나의 평면 상에 원형의 폐루프를 이루도록 형성된다.The
흡착 패드(121)는 실리콘 재질로 형성되며, 원판의 형상을 가질 수 있다. 흡착 패드(121)는 중앙 영역에 지지면(121a)과 소정의 간격을 두고 이격 형성되는 간극부(121b)를 가진다. 도면에 도시되어 있지는 않으나, 흡착 패드(121)의 지지면(121a)에는 차량에 대한 흡착력을 강화하기 위해 강화 플레이트가 더 구비될 수도 있다. 강화 플레이트는 흡착 패드(121) 보다 마찰 계수가 높은 재질로 형성될 수 있고, 흡착 패드(121)의 둘레 방향을 따라 원형의 링 형상으로 형성될 수 있다. 이러한 강화 플레이트는 압축된 하드(hard) 타입의 스폰지 재질로 형성될 수 있다. 스폰지는 탄성이 있는 해면상의 다공질물질로서, 주로 합성수지로 형성된다. The
중심부재(123)는 하우징(117)을 관통하여 흡착 패드(121)의 중앙 영역과 연결된다.The
조작 레버(125)는 중심부재(123)와 회전 가능하게 연결된다. 조작 레버(125)는 하우징(117)의 외면에 지지되어 지렛대의 원리로 중심부재(123)를 잡아당길 수 있게 형성된다.The
스프링(127)은 중심부재(123)를 감싸도록 형성되고, 그의 양단이 각각 하우징(117)의 내면과 흡착 패드(121)에 지지된다. 스프링(127)은 조작 레버(125)가 해제되는 경우 흡착 패드(121)를 밀어 흡착 패드(121)가 대쉬 보드(D, 도 1)와 분리되도록 한다.The
연장부(129)는 지지 모듈(115)에서 제1 연결부(111)까지 연장 형성되는 부분이다. 연장부(129)는 충전 유닛(200)이 차량의 대쉬 보드(D)에서 이격되어야 할 간격을 고려하여 그 길이가 결정될 수 있다. The
접속잭(130)은 앞서 설명한 바대로, 차량의 전력을 끌어오기 위한 구성이다. 접속잭(130)은 전선(131)을 통해 지지 모듈(115)에 연결된다. 이와 달리, 전선(131)은 충전 유닛(200)에 직접 연결될 수도 있다.As described above, the
제1 단자(150)는 제1 연결부(111)에 설치된다. 제1 단자(150)는 전선(131)을 통해 접속잭(130)과 전기적으로 연결된다. 제1 단자(150)는 접속잭(130)에서 입력된 전력을 충전 유닛(200) 측으로 전달하기 위한 것이다. 제1 단자(150)는, 자유단자(151)와, 링단자(153)를 포함할 수 있다. 자유단자(151)는 헤드부(112)의 자유단에 구비되는 단자이다. 자유단자(151)는 원판형의 금속일 수 있다. 이에 비하여, 링단자(153)는 헤드부(112)의 최대 단면적부의 둘레를 따라 설치될 수 있다. 링단자(153)는 링 형상의 금속으로 구성될 수 있다. 이상과 달리, 제1 단자(150)는 제1 연결부(111)가 아닌 다른 구성에 설치될 수도 있다. The
충전 유닛(200)은, 충전 몸체(210)와, 제2 단자(230)와, 점착 패드(240)와, 출력 모듈(270), 발광부(290)를 포함할 수 있다. The charging
충전 몸체(210)는 대체로 넓적한 직육면체 형상을 가질 수 있다. 충전 몸체(210)는 충전면(210a)에 반대되는 설치면(210b)을 포함할 수 있다. 설치면(210b)에는 제2 연결부(211)가 형성된다. 제2 연결부(211)는 서포트 유닛(100)의 제1 연결부(111)와 기계적으로 결합되는 구성이다. 이를 위해, 제2 연결부(211)는, 리세스부(212)와, 측벽부(213)를 포함할 수 있다. 리세스부(212)는 헤드부(112)를 수용하도록 반구형으로 리세스되어 형성된다. 측벽부(213)는 리세스부(212)를 둘러싸도록 설치면(210b)에서 돌출 형성된다. 측벽부(213)의 내면에는 걸이부(213a)가 형성되고, 외면에는 외주 나사산(213b)이 형성될 수 있다. 제2 연결부(211)는, 조임관(217)을 더 구비할 수 있다. 조임관(217)은 중공부를 갖는 파이프 형태로서, 내주면에는 내주 나사산(218)이 형성된다. 조임관(217)의 외주면에는 일정 간격으로 복수의 리브(219)가 형성될 수 있다. The filling
제2 단자(230)는, 서포트 유닛(100)의 제1 단자(150)와 전기적으로 접속되는 구성이다. 제2 단자(230)는, 중앙단자(231)와, 내주단자(233)를 포함할 수 있다. 중앙단자(231)는 리세스부(212)의 중앙에 형성된다. 이를 위해, 중앙단자(231)는 원판 형의 금속일 수 있다. 내주단자(233)는 측벽부(213)의 내주면에 둘레 방향을 따라 형성되는 것으로서, 전체적으로 링 형상을 이루는 금속일 수 있다. 이와 달리, 제2 단자(230)는 제2 연결부(211)이 아닌 다른 구성에 설치될 수도 있다. 예를 들어, 제1 연결부(111)와 제2 연결부(211)의 기계적 연결과 별개로, 제2 단자(230)는 제1 단자(150)와 직접 전기적으로 연결될 수도 있다.The
점착 패드(240)는 충전 몸체(210)의 충전면(210a)에 부착된다. 구체적으로, 점착 패드(240)는 무선전력 수신장치(300)와 맞닿을 수 있도록, 충전면(210a)에서 돌출 형성된다. 아울러, 점착 패드(240)는 균일한 두께를 갖도록 형성되어, 무선전력 수신장치(300)가 후술하는 전송 코일(271)과 균일한 간격으로 이격되도록 할 수 있다. 점착 패드(240)는 점착성을 갖는 연성의 고무 소재 등으로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 점착 패드(240)는 실리콘젤(silicon gel) 또는 폴리우레탄젤(polyurethane gel) 등의 소재로 형성될 수 있다.The
출력 모듈(270)은 충전 몸체(210)의 충전면(210a)과 설치면(210b) 사이에 위치하며, 제2 단자(230)를 통해 입력되는 전력으로부터 무선전력 신호를 출력하는 구성이다. 이때, 출력 모듈(270)에서 출력되는 무선전력 신호는 충전면(210a) 및 점착 패드(240)를 통과하여 진행하게 될 것이다. 출력 모듈(270)은 전송 코일(271), 자기 차폐판(275), 온도 센서(276), 및 기판(277)을 포함할 수 있다.The
전송 코일(271)은 충전 몸체(210)에 내장되고 무선전력 신호를 발진하는 구성이다. 자기 차폐판(275)은 전송 코일(271)의 일측면을 덮도록 형성된다. 온도 센서(276)는 전송 코일(271)의 전면에 배치되어서 전송 코일(271)의 온도를 측정한다. 기판(277)에는 전송 제어부(277) 등의 제어 회로가 설치된다. 기판(277)은 자기 차폐판(275)의 후면에 설치될 수 있다. 이와 달리, 기판(277)은 서포트 몸체(110)에 설치될 수도 있으며, 이 경우에는 기판(277)의 고장시 서포트 유닛(100) 만을 교체하여 충전 유닛(200)을 그대로 활용하도록 할 수 있다. 기판(277)에 설치된 전송 제어부(277)는 전송 코일(271)에 의한 무선전력 신호의 발진을 제어한다. 구체적으로, 전송 제어부(277)는 온도 센서(276)로부터 측정되는 실측 온도가 기준 온도보다 낮으면 무선전력 신호의 발진을 중지시켜, 시스템의 안정성을 높일 수 있게 구성될 수 있다. The
발광부(290)는 전송 제어부(277)의 제어하에 출력 모듈(270)의 전송 상태를 표시하는 구성이다. 발광부(290)는 서포트 몸체(110) 또는 충전 몸체(210)에 설치될 수 있다. 발광부(290)는 출력 모듈(270)에 의한 충전 상태를 색상 및 점광 형태를 조절하여 표시하도록 구성된다.The
다음으로, 도 3의 충전 유닛(200)의 충전 몸체(210) 내에 설치되는 출력 모듈(270), 그리고 충전 유닛(200)에 대응하여 무선으로 전력신호를 공급받아 충전되는 무선전력 수신장치(300)에 대해 도 4를 참조하여 설명한다. Next, the
도 4는 도 1의 충전 유닛(200)의 출력 모듈(270)과 무선전력 수신장치(300) 사이의 무선 충전에 대해 설명하기 위한 블록 구성도이다.FIG. 4 is a block diagram for explaining wireless charging between the
본 도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예와 관련된 무선전력 충전 시스템은, 차량용 거치대(10)와 무선전력 수신장치(300)를 포함한다. 전자기 유도 방식에 의해, 차량용 거치대(10)가 무선전력 신호를 무선전력 수신장치(300)로 전송하면, 이 전력 신호를 수신한 무선전력 수신장치(300)는 무선전력 신호의 전력으로 배터리를 충전하거나, 무선전력 수신장치(300)와 연결된 전자기기에 전원을 공급하게 된다.Referring to the drawings, a wireless power charging system according to an embodiment of the present invention includes a
이하에서는, 차량용 거치대(10), 구체적으로는 충전 유닛(200)의 출력 모듈(270)과, 무선전력 수신장치(300) 간의 작동 관계에 대하여 각각 설명하도록 한다.Hereinafter, an operation relationship between the
출력 모듈(270)은, 1차측 코일(271), 전송 제어부(277), 및 AC/DC 컨버터(283)를 포함한다. The
1차측 코일(271)은 상술한 전송 코일(271)을 지칭한다. 1차측 코일(271)은 전력 신호를 전자기 유도 방식으로 무선전력 수신장치(300)의 2차측 코일(310)에 전송하며, 본 실시예에서는 2개의 코일[즉, 제1 코일(272) 및 제2 코일(273)]이 적용될 수 있다.The
1차측 코일(271)을 제어하는 전송 제어부(277)는, 객체 감지부(278), 중앙 제어부(279), 스위칭 제어부(280), 구동 드라이버(281) 및 직렬 공진형 컨버터(282)를 포함할 수 있다.The
객체 감지부(278)는 1차측 코일(271)의 부하변화를 감지하고, 해당 부하변화가 무선전력 수신장치(300)에 의한 것인지를 판단할 뿐만 아니라(즉 아이디 확인부로서의 기능을 가짐), 무선전력 수신장치(300)로부터 전송된 충전 상태 신호를 필터링하여 처리하는 기능을 수행한다. 예를 들어, 1차측 코일(271)을 통해 전송되는 아이디 호출 신호의 응답신호인 아이디 신호가 수신되면, 이를 필터링 하여 처리한다. 충전 중에는, 배터리셀 모듈(330)이나 충전 전압에 관한 정보를 포함하는 충전 상태 신호가 수신되면, 이를 필터링하여 처리하는 기능을 한다.The
중앙 제어부(279)는 객체 감지부(278)의 판단결과를 전송받아 확인하고, 1차측 코일(271)에서 수신되는 아이디 신호를 분석하여, 1차측 코일(271)을 통해 무선전력 신호를 출력하기 위한 전력 신호를 구동 드라이버(281)로 전송하는 역할을 한다. 또한, 후술하는 1차측 코일(271)로부터 충전 상태신호가 수신되면, 이에 기초하여 구동 드라이버(281)를 제어하여 무선전력 신호를 변경하는 기능을 한다. The
스위칭 제어부(280)는 직렬 공진형 컨버터(282)와, 제1 코일(272) 및 제2 코일(273)의 사이에 스위치의 스위칭동작을 제어하는 것이다. 본 발명에서는, 2개의 서브 코일(272 및 273)이 이용되고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 하나의 코일이 적용되는 경우도 포함한다. 하나의 코일이 적용되는 경우, 스위칭 제어부(280)가 불필요하게 된다.The switching
구동 드라이버(281)는 중앙 제어부(279)의 제어를 통해 직렬 공진형 컨버터(282)의 동작을 제어하는 것이다.The driving
직렬 공진형 컨버터(282)는 구동 드라이버(281)의 제어에 의해 출력하고자 하는 전력신호를 발생하기 위한 출력 전원을 생성하여 1차측 코일(271)로 공급하는 것이다. 다시 말해, 중앙 제어부(279)가 요구되는 전력 값을 갖는 전력 신호의 출력을 위한 전력 제어 신호를 구동 드라이버(281)로 전송하면, 구동 드라이버(281)는 전송된 전력 제어 신호에 대응하여 직렬 공진형 컨버터(282)의 동작을 제어하고, 직렬 공진형 컨버터(282)는 구동 드라이버(281)의 제어에 의하여 요구되는 전력 값에 대응하는 출력 전력을 1차측 코일(271)에 인가함으로써, 요구되는 세기의 무선전력 신호가 출력되도록 하는 것이다.The series
직렬 공진형 컨버터(282)는 구동 드라이버(281)의 제어에 의해 제1 코일(272) 및 제2 코일(273)을 통해 각각 제1 객체 감지 신호와 제2 객체 감지 신호를 발생하기 위한 전원을 공급하는 역할을 한다. The series
AC/DC 컨버터(283)는 220V 또는 110V 의 교류 전원을 소정 전압의 직류 전원으로 변경하는 장치로서, 전술한 바와 같이, 중앙 제어부(279)의 제어에 의해, 출력 전압 값이 변경된다. The AC/
전력신호를 수신하여 전력을 공급받는 무선전력 수신장치(300)는, 출력된 전력 신호에 의해 유도전력을 생성하는 2차측 코일(310), 유도된 전력을 정류하는 정류부(320), 정류된 전력으로 충전되는 배터리셀 모듈(330), 그리고, 2차측 코일(310), 정류부(320) 및 배터리셀 모듈(330)을 제어하는 수신 제어부(340)를 포함한다.The
2차측 코일(310)은 출력 모듈(270)의 1차측 코일(271)로부터 전송되는 무선전력 신호를 수신하기 위한 구성요소이다. The
정류부(320)는 2차측 코일(310)로부터 수신되는 무선전력을 직류 전압으로 정류하며, 충전 개시 전까지는 충전전압으로 충전 상태를 유지하게 된다. The rectifying
배터리셀 모듈(330)은 수신 제어부(340)의 제어를 받아 정류부(320)로부터의 직류 전원을 통해 충전이 되는 충전 대상이 된다. 한편, 배터리셀 모듈(330)에는 과전압 및 과전류방지회로, 온도감지회로 등의 보호회로가 포함되어 구성되며, 또한, 배터리셀의 충전상태 등의 정보를 수집 및 처리하는 충전관리모듈이 포함된다.The
수신 제어부(340)는 정류부(320)에서 충전된 전원의 전류를 제어하여 배터리셀 모듈(330)로 적절한 전류가 흐르도록 하는 구성요소이다. The receiving
한편, 무선전력 수신장치(300)측으로부터 전송되는 무선전력 수신 신호의 검파를 위하여, 예를 들어 3개의 센서가 설치될 수 있다. 도면에 도시되지 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 구동 드라이버(281)의 직류 전류를 측정하기 위한 직류 전류 센서와 1차측 코일(271)의 교류 전류 및 교류 전압을 측정하기 위한 교류 전류 센서, 및 교류 전압 센서가 설치될 수 있다. 즉, 무선전력 수신장치(300)로부터 무선전력 수신 신호(즉, 아이디 신호 및 충전 상태 신호를 포함)가 1차측 코일(271)을 통해 수신되게 되면, 이에 따라, 1차측 코일(271)에서의 전류 및 전압과 구동 드라이버(281)에서의 전류가 변동되게 되고, 이를 감지하여 무선전력 수신 신호를 수신하게 된다. 본 발명에서는 3개의 센서를 이용하여 보다 정확한 무선전력 수신 신호의 수신이 가능하게 된다. 즉, 중앙 제어부(279)는, 교류 전류 센서, 직류 전류 센서, 교류 전압 센서로부터의 신호가 모두 에러인 경우에만 에러신호를 발생시키며, 이 중 어느 하나라도 정상 신호인 경우에는, 정상 수신된 신호에 기초하여 동작을 제어하게 된다. 만약, 2 이상의 신호가 정상신호인 경우, 이들의 전력 레벨을 측정하고, 이중 최선의 신호(전력 레벨이 가장 높은 신호)를 선택하고, 그 최선의 신호를 신호처리하여 무선 수신 신호를 획득하고, 이에 따라 무선 전력 전송을 제어하게 된다. On the other hand, in order to detect the wireless power reception signal transmitted from the
이상과 같은 3개의 센서를 이용하여 검파함으로써, 무선전력 수신장치(300)가 충전중 위치 변동이 발생하더라도 전력 제어의 신뢰성을 높일 수 있게 된다.By detecting using the above three sensors, it is possible to increase the reliability of power control even if a position change occurs while the
이하, 이상의 구성에 의한 무선전력 전송을 위한 차량용 거치대(10)의 작동에 대해 도 1 내지 도 4를 종합적으로 참조하여 설명한다.Hereinafter, the operation of the
먼저, 무선전력 전송을 위한 차량용 거치대(10)의 설치 구조에 대해 설명한다. First, the installation structure of the
무선전력 전송을 위한 차량용 거치대(10)의 서포트 유닛(100)은 지지 모듈(115)을 통해 차량의 대쉬 보드(D)에 고정된다. 구체적으로, 흡착 패드(121)는 하우징(117)의 끝단부(119)와 이격 배치되므로 끝단부(119)에 의해 방해받지 않고 대쉬 보드(D)와 밀착될 수 있다. 이때, 사용자가 조작 레버(125)를 아래로 누르면 중심부재(123)가 조작 레버(125) 측으로 당겨지게 되고, 이에 의해 흡착 패드(121)와 대쉬 보드(D)의 사이에는 진공이 형성된다. 이 경우, 하우징(117)의 끝단부(119)는 상술한 것과 같이 흡착 패드(121)와 맞닿게 되고, 또한 하나의 평면 상에 원형의 폐루프를 이루도록 형성되므로, 흡착 패드(121)를 그의 둘레 방향을 따라 압박하게 된다. 이러한 구성에 의하면, 흡착 패드(121)와 대쉬 보드(D)의 사이에 형성된 진공의 공간이 외부와 강하게 차단되므로, 흡착 패드(121)가 대쉬 보드(D)에 견고하게 고정되도록 할 수 있다. The
이와 같은 서포트 유닛(100)에 대해 충전 유닛(200)을 연결하게 된다. 이는 서포트 유닛(100)의 제1 연결부(111)와, 충전 유닛(200)의 제2 연결부(211)가 서로 체결됨에 의한다. 구체적으로, 제1 연결부(111)의 헤드부(112)는 제2 연결부(211)의 리세스부(212) 내로 수용된다. 이때, 제2 연결부(211)의 측벽부(213)의 걸이부(213a)는 제1 연결부(111)의 헤드부(112)[구체적으로, 목부(113)와 이어지는 부분]에 걸리게 된다. 이렇게 서포트 유닛(100)에 대해 충전 유닛(200)에 결합된 상태에서, 충전 유닛(200)을 다양한 방향으로 회전시켜 충전 유닛(200)의 배치를 조절할 수 있다. 그에 의해, 충전 유닛(200)에 안착된 무선전력 수신장치(300)의 각도를 차량 이용자(운전자 또는 동승자)의 체형이나 기호에 따라 다양한 배치 형태 중 하나로 배치할 수 있게 된다. 예를 들어, 무선전력 수신장치(300)가 핸드폰이고 그의 디스플레이를 통해 영상을 본다면, 이용자마다 원하는 무선전력 수신장치(300)의 배치 형태는 다양할 것이다. 이때, 무선전력 수신장치(300)는 점착 패드(240)에 의해 충전 유닛(200)에 안정적으로 결합된 상태이다.The charging
서포트 유닛(100)에 대해 충전 유닛(200)을 일 배치 상태에서 고정하기 위해서는, 조임관(217)을 측벽부(213)의 외주 나사산(213b)에 대해 조여서 측벽부(213)가 헤드부(112)를 유동 없이 클램핑하게 하면 된다. 조임관(217)을 다시 풀어서, 충전 유닛(200)의 위치나 각도를 조절할 수 있음은 물론이다.In order to fix the
다음으로, 무선전력 전송을 위한 차량용 거치대(10)의 전기적 연결 관계 및 그를 통한 무선전력 수신장치(300)에 대한 무선 충전에 대해 설명한다.Next, the electrical connection relationship of the
접속잭(130)은 차량의 전원잭(P)에 연결되어, 차량의 전력을 공급받는다. 이러한 전력은 접속잭(130)과 연결된 제1 단자(150)로 공급된다. 제1 단자(150)의 전력은 그와 접속되는 제2 단자(230)로 공급된다. 앞서 설명한 대로, 충전 유닛(200)은 서포트 유닛(100)에 대해 다양한 각도로 회전시켜도, 제1 연결부(111)에 설치된 제1 단자(150)와 제2 연결부(211)에 설치된 제2 단자(130)는 항상 서로 통전하는 상태가 된다. The
제2 단자(230)로 공급된 전력은 충전 몸체(210) 내에 설치된 출력 모듈(270)의 AC/DC 컨버터(283)로 공급된다. 이러한 전력은 출력 모듈(270)에 의해 무선전력 신호로서 충전면(210a) 및 점착 패드(240)를 통과하는 방향으로 출력된다. Power supplied to the
무선전력 신호를 수신하는 무선전력 수신장치(300)는, 도 4를 참조하여 설명한 바대로, 배터리셀 모듈(330)을 충전하게 된다.The
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선전력 전송을 위한 차량용 거치대(10')의 작동도이다.5 is an operation diagram of a vehicle cradle 10' for wireless power transmission according to another embodiment of the present invention.
본 도면을 참조하면, 충전 유닛(200)은 점착 패드(240)를 이물질로부터 보호하기 위한 커버 모듈(250)을 더 포함할 수 있다. Referring to this drawing, the charging
커버 모듈(250)은 덮개(251), 힌지(253), 스토퍼(255), 보조 점착 패드(257), 및 이격부(259)를 포함할 수 있다. 덮개(251)는 점착 패드(240)를 덮도록 형성된다. 힌지(253)는 충전 몸체(210)의 상단에 설치된다. 힌지(253)는 덮개(251)와 충전 몸체(210)를 회전 가능하게 연결하여, 덮개(251)가 상측으로 개방되도록 한다. 스토퍼(255)는 덮개(251)를 지지하여 덮개(251)의 회전각을 제한한다. 구체적으로, 스토퍼(255)는 덮개(251)가 개방되어 점착 패드(240)와 동일한 평면을 이루는 위치까지 회전하게 될 때 덮개(251)를 지지하여 고정시킨다. 보조 점착 패드(257)는 점착 패드(240)와 마주하는 덮개(251)의 일 면에 설치된다. 이격부(259)는 덮개(251)에서 돌출 형성된다.The
이하에서는, 무선전력 전송을 위한 차량용 거치대(10)의 작동 방식에 대해 설명한다.Hereinafter, an operation method of the
덮개(251)는 무선전력 수신장치(300)가 거치되지 않는 경우 점착 패드(240)를 향해 접혀질 수 있다. 이에 의해, 점착 패드(240)에 먼지나 이물질이 점착되지 않도록 하여 점착 패드(240)의 점착성을 장기적으로 유지되도록 할 수 있다. 이 경우, 보조 점착 패드(257)와 점착 패드(240)는 이격부(259)에 의해 서로 이격 배치되므로, 상호 점착되지 않게 되어 사용자가 덮개(251)를 손쉽게 개방할 수 있도록 한다.The
덮개(251)를 개방하면, 덮개(251)는 스토퍼(255)에 의해 반바퀴 회전한 상태에서 멈추게 된다. 이 경우, 보조 점착 패드(257)와 점착 패드(240)는 동일한 평면 상에 배치된다. 이러한 구성에 의하면, 무선전력 수신장치(300)와 점착될 수 있는 영역이 넓어지게 되어, 대화면의 스마트폰 또는 태블릿과 같이 사이즈가 큰 무선전력 수신장치(300)도 보다 안정적으로 고정할 수 있다.When the
이하, 무선전력 전송을 위한 차량용 거치대(10,10')에 대한 무선전력 수신장치(300)의 장착 위치의 변화에 따른 충전 방식에 대해 도 6 내지 도 11을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a charging method according to a change in the mounting position of the
도 6 내지 도 11은 도 1 및 도 5의 무선전력 전송을 위한 차량용 거치대(10,10')로부터 무선전력 수신장치(300)의 배터리셀 모듈(330)이 멀어지는 정도에 따른 충전효율을 도시한 그래프이다.6 to 11 show charging efficiency according to the degree to which the
구체적으로, 출력 모듈(270)이 무선전력 수신장치(300)를 충전하기 위해 작동 중에, 차량용 거치대(10) 상의 무선전력 수신장치(300), 구체적으로는 배터리셀 모듈(330)이 위치를 이동[무선전력 수신장치(300)의 사이즈 차이에 따른 설정 위치로부터의 변화도 포함]하게 되어 배터리셀 모듈(330)에 전송되는 전력이 기준치보다 낮게 될 수 있다. 이때, 무선전력 수신장치(300)는 이를 보강하여 전송하도록 출력 모듈(270)에 신호를 전송하게 된다. 예로 기준 전압을 5V으로 하고 기준 편차값을 0.5V로 하여 가정할 경우, 배터리셀 모듈(330)의 이동으로 4.5V보다 낮은 전압으로 수신될 경우에는 0.5V 정도 승압되어 전송되도록 수신 제어부(340)에서 발신신호를 제어하며, 이에 대해 출력 모듈(270)에서는 0.5V 승압되어 수신되도록 1차측 코일(271)의 발신전력을 증강하여 증강된 유도자기장이 발신되도록 하며, 출력 모듈(270)에서의 출력되는 발신 전력을 증강하는 방식의 예로, 발진 주파수를 변화되도록 하는 것이다.Specifically, while the
이와 같이 출력 모듈(270)로부터 전송되는 발신 전력이 변화되도록 구성됨에 따라, 출력 모듈(270)로부터 배터리셀 모듈(330)의 거리 변화에 대한 충전효율은 도 6 내지 도 11에 도시되어 있다. 즉 도 6 내지 도 9는 배터리셀 모듈(330)의 2차측 기준 전력을 2.5W 정도에서의 경우로, 수평 방향 및 상하 수직 방향으로 각각 -7 mm ~ 7 mm 사이로 이동시키면서의 출력 모듈(270)에서의 1차측 전력(W), 배터리셀 모듈(330)에서의 2차측 전력(W) 및 효율(%) 등을 나타낸 것이다. 여기서, 효율(%)은 출력 모듈(270)의 1차측 입력 전력에 대해 배터리셀 모듈(330)의 2차측으로 인가되어지는 출력측 전력에 대한 효율((2차측 전력 / 1차측 전력) * 100)로 나타낸 것이다.As the transmission power transmitted from the
그리고 본 실시예에 따른 발신 전력보상이 0.5W로 하여 조절되도록 하였으며, 이에 의하여 도 6 및 도 8 에서는 배터리셀 모듈(330) 측의 2차측 전력이 2 ~ 2.5 W 사이의 그래프를 보이는 것으로, 출력 모듈(270)과 배터리셀 모듈(330)의 수평거리 및 수직거리의 변화에 대해 출력 모듈(270)에서의 주파수 변화없이 충전된 경우의 충전효율을 보인 것이다. 즉 출력 모듈(270)에 대해 배터리셀 모듈(330)을 수평방향 또는 수직방향으로 이동할 경우에는 배터리셀 모듈(330)의 2차측 전력이 중심으로부터 멀어질수록 떨어져서 효율이 낮아지는 것을 볼 수 있다.In addition, the transmission power compensation according to the present embodiment was adjusted to be 0.5W. Accordingly, in FIGS. 6 and 8, the secondary side power of the
이에 도 6 및 도 8과 비교되는 도 7 및 도 9에서는 차량용 거치대(10)의 충전면(210a)로부터 배터리셀 모듈(330)이 수평방향 및 수직방향으로 각각 이동됨에 따라 배터리셀 모듈(330)에서의 수신 전력변화의 정보를 전송받아 출력 모듈(270)에서 주파수를 변화하여 전력을 제어하는 것으로, 안정적으로 전력전송되어짐을 보이며, 이에 의하여 전력전송 효율도 양호한 상태임을 알 수 있다.Accordingly, in FIGS. 7 and 9 compared with FIGS. 6 and 8, as the
그리고 도 10은 수평방향 이동에 대한 효율 그래프이고, 도 11은 상하방향으로의 이동에 대한 효율 그래프로, 주파수가 없는 경우(하측의 곡선그래프, FIXED POWER) 보다, 주파수를 변화한 경우(상측의 사각점 그래프, POWER CONTROL)의 효율이 양호함을 알 수 있다.And FIG. 10 is an efficiency graph for horizontal movement, and FIG. 11 is an efficiency graph for vertical movement. When there is no frequency (lower curve graph, FIXED POWER), when the frequency is changed (upper It can be seen that the efficiency of the square dot graph, POWER CONTROL) is good.
상기와 같은 무선전력 전송을 위한 차량용 거치대는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다. The vehicle cradle for wireless power transmission as described above is not limited to the configuration and operation method of the embodiments described above. The above embodiments may be configured so that all or a part of each of the embodiments may be selectively combined and various modifications may be made.
10: 무선전력 전송을 위한 차량용 거치대
100: 서포트 유닛
110: 서포트 몸체
130: 접속잭
150: 제1 단자
200: 충전 유닛
210: 충전 몸체
230: 제2 단자
240: 점착 패드
250: 커버 모듈
270: 출력 모듈
290: 발광부
300: 무선전력 수신장치10: Vehicle cradle for wireless power transmission
100: support unit
110: support body
130: connection jack
150: first terminal
200: charging unit
210: charging body
230: second terminal
240: adhesive pad
250: cover module
270: output module
290: light emitting unit
300: wireless power receiver
Claims (19)
상기 제1 연결부에 회전 가능하게 연결되는 제2 연결부를 구비하는 충전 몸체와, 상기 제2 연결부에 설치되며 상기 제1 단자에 접속되는 제2 단자와, 상기 충전 몸체에 외부로 노출되도록 설치되는 점착 패드와, 상기 제2 단자를 통해 상기 접속잭으로부터 입력되는 전력으로 무선전력 신호를 출력하고 상기 무선전력 신호를 상기 점착 패드에 점착 고정된 무선전력 수신장치로 전송하는 출력 모듈을 갖는, 충전 유닛을 포함하고,
상기 제1 연결부는,
구형의 헤드부; 및
상기 헤드부에서 연장 형성되고, 상기 헤드부의 최대 단면적부 보다 작은 단면적을 갖는 목부를 포함하며,
상기 제2 연결부는,
상기 헤드부를 수용하도록 형성되는 리세스부; 및
상기 리세스부를 둘러싸도록 돌출 형성되고, 상기 목부에 걸리는 걸이부를 구비하는 측벽부를 포함하고,
상기 제1 단자는,
상기 헤드부의 자유단에 형성되는 자유단자; 및
상기 헤드부의 최대 단면적부의 둘레를 따라 링 형상으로 형성되는 링단자를 포함하는, 무선전력 전송을 위한 차량용 거치대.
A support body having a first connection part, a connection jack connected to the support body and formed to be connected to a power jack of a vehicle, and a first terminal installed on the first connection part and electrically connected to the connection jack, a support unit; And
A charging body having a second connection part rotatably connected to the first connection part, a second terminal installed in the second connection part and connected to the first terminal, and an adhesive installed to be exposed to the outside of the charging body A charging unit having a pad and an output module that outputs a wireless power signal with power input from the connection jack through the second terminal and transmits the wireless power signal to a wireless power receiving device adhesively fixed to the adhesive pad. Including,
The first connection part,
Spherical head; And
And a neck portion extending from the head portion and having a cross-sectional area smaller than the maximum cross-sectional area portion of the head portion,
The second connection part,
A recess portion formed to receive the head portion; And
It is formed to protrude to surround the recessed portion, and includes a side wall portion having a hook portion to be hooked to the neck,
The first terminal,
A free terminal formed at the free end of the head; And
A vehicle cradle for wireless power transmission, comprising a ring terminal formed in a ring shape along the circumference of the maximum cross-sectional area of the head.
상기 제2 단자는,
상기 리세스부의 중앙에 형성되며, 상기 자유단자와 접속되는 중앙단자; 및
상기 측벽부의 내주면에 둘레 방향을 따라 형성되며, 상기 링단자와 접속되는 내주단자를 포함하는, 무선전력 전송을 위한 차량용 거치대.The method of claim 1,
The second terminal,
A central terminal formed in the center of the recess and connected to the free terminal; And
A vehicle cradle for wireless power transmission, which is formed along an inner circumferential surface of the side wall portion and includes an inner circumferential terminal connected to the ring terminal.
상기 측벽부는, 외주면에 형성되는 외주 나사산을 포함하고,
상기 제2 연결부는,
중공부를 구비하고, 상기 중공부에 상기 외주 나사산과 나사 결합되는 내주 나사산이 형성되는 조임관을 더 포함하는, 무선전력 전송을 위한 차량용 거치대.
The method of claim 5,
The side wall portion includes an outer peripheral thread formed on the outer peripheral surface,
The second connection part,
A vehicle cradle for wireless power transmission having a hollow part, and further comprising a tightening pipe having an inner circumferential thread screwed to the outer circumferential thread in the hollow part.
상기 점착 패드는,
실리콘젤 및 폴리우레탄젤 중 적어도 어느 하나의 소재로 형성되는, 무선전력 전송을 위한 차량용 거치대.
The method of claim 1,
The adhesive pad,
A vehicle cradle for wireless power transmission, which is formed of at least one of silicon gel and polyurethane gel.
상기 충전 유닛은,
상기 점착 패드를 덮도록 형성되는 커버 모듈을 더 포함하는, 무선전력 전송을 위한 차량용 거치대.
The method of claim 1,
The charging unit,
A vehicle cradle for wireless power transmission, further comprising a cover module formed to cover the adhesive pad.
상기 커버 모듈은,
덮개; 및
상기 덮개와 상기 충전 몸체를 상호 회전 가능하게 연결하는 힌지를 포함하는, 무선전력 전송을 위한 차량용 거치대.
The method of claim 8,
The cover module,
cover; And
A vehicle cradle for wireless power transmission, comprising a hinge for rotatably connecting the cover and the charging body to each other.
상기 커버 모듈은,
상기 덮개가 개방되어 상기 점착 패드와 동일한 평면을 이루는 위치까지 회전하면 상기 덮개를 지지하여 고정시키도록 형성되는 스토퍼; 및
상기 점착 패드와 마주하는 상기 덮개의 일 면에 설치되는 보조 점착 패드를 더 포함하는, 무선전력 전송을 위한 차량용 거치대.
The method of claim 9,
The cover module,
A stopper formed to support and fix the cover when the cover is opened and rotated to a position forming the same plane as the adhesive pad; And
A vehicle cradle for wireless power transmission, further comprising an auxiliary adhesive pad installed on one surface of the cover facing the adhesive pad.
상기 출력 모듈은,
상기 충전 몸체에 내장되고 상기 무선전력 신호를 발진하는 전송 코일; 및
상기 전송 코일에 의한 상기 무선전력 신호의 발진을 제어하는 전송 제어부를 포함하는, 무선전력 전송을 위한 차량용 거치대.
The method of claim 1,
The output module,
A transmission coil built into the charging body and oscillating the wireless power signal; And
A vehicle cradle for wireless power transmission comprising a transmission control unit for controlling oscillation of the wireless power signal by the transmission coil.
상기 출력 모듈은,
상기 전송 제어부가 설치되고, 상기 서포트 몸체 및 상기 충전 몸체 중 어느 하나에 설치되는 기판을 더 포함하는, 무선전력 전송을 위한 차량용 거치대.
The method of claim 11,
The output module,
The transmission control unit is installed, further comprising a substrate installed on any one of the support body and the charging body, a vehicle cradle for wireless power transmission.
상기 충전 유닛은,
상기 전송 제어부의 제어하에 상기 출력 모듈의 전송 상태를 표시하는 발광부를 더 포함하는, 무선전력 전송을 위한 차량용 거치대.
The method of claim 11,
The charging unit,
A vehicle cradle for wireless power transmission, further comprising a light emitting unit for displaying a transmission state of the output module under the control of the transmission control unit.
상기 출력 모듈은,
상기 전송 코일 상에 설치되는 온도 센서를 더 포함하고,
상기 전송 제어부는,
상기 온도 센서로부터 측정되는 실측 온도가 기준 온도보다 낮으면, 상기 무선전력 신호의 발진을 중지시키는, 무선전력 전송을 위한 차량용 거치대.
The method of claim 11,
The output module,
Further comprising a temperature sensor installed on the transmission coil,
The transmission control unit,
When the actual temperature measured by the temperature sensor is lower than the reference temperature, stopping the oscillation of the wireless power signal, a vehicle cradle for wireless power transmission.
상기 서포트 몸체는,
상기 차량에 지지되는 지지면을 갖는 지지 모듈; 및
상기 지지 모듈에서 상기 제1 연결부까지 연장 형성되는 연장부를 더 포함하는, 무선전력 전송을 위한 차량용 거치대.
The method of claim 1,
The support body,
A support module having a support surface supported by the vehicle; And
A vehicle cradle for wireless power transmission, further comprising an extension part extending from the support module to the first connection part.
상기 지지 모듈은,
상기 연장부와 연결되는 하우징;
상기 지지면과 중첩 배치되는 흡착 패드;
상기 하우징을 관통하여 상기 흡착 패드와 연결되는 중심부재; 및
상기 중심부재와 연결되어 상기 중심부재를 잡아당길 수 있게 형성되는 조작 레버를 더 포함하는, 무선전력 전송을 위한 차량용 거치대.
The method of claim 15,
The support module,
A housing connected to the extension part;
An adsorption pad disposed to overlap the support surface;
A central member passing through the housing and connected to the adsorption pad; And
A vehicle cradle for wireless power transmission, further comprising an operation lever connected to the central member and formed to pull the central member.
상기 지지 모듈은,
상기 하우징에 형성되는 개구부; 및
상기 개구부를 형성하는 상기 하우징의 끝단부를 더 포함하고,
상기 흡착 패드는,
상기 개구부의 외측에 상기 끝단부와 이격되어 배치되고, 상기 조작 레버에 의해 상기 중심부재가 잡아당겨지는 경우에 상기 끝단부와 접하도록 형성되는, 무선전력 전송을 위한 차량용 거치대.
The method of claim 16,
The support module,
An opening formed in the housing; And
Further comprising an end portion of the housing forming the opening,
The adsorption pad,
A vehicle cradle for wireless power transmission, which is disposed outside the opening to be spaced apart from the end portion, and formed to contact the end portion when the central member is pulled by the operation lever.
상기 끝단부는,
하나의 평면 상에 폐루프를 이루도록 형성되는, 무선전력 전송을 위한 차량용 거치대.
The method of claim 17,
The end portion,
A vehicle cradle for wireless power transmission, which is formed to form a closed loop on one plane.
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