KR102216278B1 - 유무선 전력 전송이 가능한 보조 배터리 - Google Patents

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Abstract

무선 전력 전송이 가능한 보조 배터리가 제공된다. 일 실시예에 따르면, 보조 배터리는, 전원기기로부터 RF 방식, 자기 유도 방식 또는 자기 공진 방식 중 어느 하나의 무선 충전 방식을 통해 적어도 하나의 파워 신호를 수신하는 수신 모듈; 상기 수신 모듈로부터 전달되는 적어도 하나의 파워 신호를 저장하는 전력 저장부; 적어도 하나의 사용자 수신기기가 근접 또는 접촉되는지 여부를 감지하는 센서; 및 상기 적어도 하나의 사용자 수신기기가 근접 또는 접촉되는 것으로 감지된 경우, 상기 전력 저장부에 저장된 적어도 하나의 파워 신호 또는 상기 수신 모듈로부터 전달되는 적어도 하나의 파워 신호를 상기 RF 방식, 상기 자기 유도 방식 또는 상기 자기 공진 방식 중 어느 하나의 무선 충전 방식을 통해 상기 적어도 하나의 사용자 수신기기로 송신하는 송신 모듈을 포함한다.

Description

유무선 전력 전송이 가능한 보조 배터리{SUPPEMENTARY BATTERY FOR WIRE AND WIRELESS POWER TRANSMISSION}
아래의 실시예들은 유무선 전력 전송이 가능한 보조 배터리에 관한 것으로, 무선 충전 수신기를 포함하는 사용자 수신기기에 무선으로 또는 유선으로 전력을 전송하는 보조 배터리에 대한 것이다.
스마트폰(Smart phone), 태블릿 pc(Tablet pc), 웨어러블 디바이스(Wearable device) 등의 모바일 기기는 그 크기는 작아지면서도, 많은 기능의 확보를 위해 각종 부품이 장착된다. 그 중 각종 부품을 작동시키기 위한 배터리는 모바일 기기에 필수적으로 구비되는 핵심적인 부품이다.
이러한 배터리는 용량에 따른 사용 시간의 제약을 갖기 때문에, 장소에 구애 받지 않고 언제든 배터리를 충전할 수 있는 보조 배터리(Supplementary battery)가 널리 사용되고 있는 실정이다.
한편, 최근에는 모바일 기기의 충전 편의성을 위해, 무선 충전이 가능한 모바일 기기가 출시되고 있다.
그러나, 아직까지 무선 충전 및 무선 전력 전송이 가능한 보조 배터리에 대한 기술 개발은 진행되고 있지 않다.
일 실시예들은 무선 전력 전송이 가능하여 사용자 수신기기의 무선 충전을 제공하는 보조 배터리를 제안한다.
보다 상세하게, 일 실시예들은 전원기기로부터 무선으로 수신되는 적어도 하나의 파워 신호를 전력 저장부에 저장하여 유지하다가 필요 시 적어도 하나의 사용자 수신기기에 무선으로 송신하거나, 전원기기 및 적어도 하나의 사용자 수신기기 모두와 근접 또는 접촉되는 경우 전원기기로부터 무선으로 수신되는 적어도 하나의 파워 신호를 전력 저장부를 경유하지 않고 적어도 하나의 사용자 수신기기에 무선으로 곧장 전달하는 보조 배터리를 제안한다.
또한, 일 실시예들은 전원기기가 지원하는 무선 충전 방식이 적어도 하나의 사용자 수신기기가 지원하는 무선 충전 방식과 상이한 경우, 전원기기 및 적어도 하나의 사용자 수신기기 사이의 무선 충전 방식을 중계하는 역할을 하는 보조 배터리를 제안한다.
일 실시예에 따르면, 무선 전력 전송이 가능한 보조 배터리는, 전원기기로부터 RF 방식, 자기 유도 방식 또는 자기 공진 방식 중 어느 하나의 무선 충전 방식을 통해 적어도 하나의 파워 신호를 수신하는 수신 모듈; 상기 수신 모듈로부터 전달되는 적어도 하나의 파워 신호를 저장하는 전력 저장부; 적어도 하나의 사용자 수신기기가 근접 또는 접촉되는지 여부를 감지하는 센서; 및 상기 적어도 하나의 사용자 수신기기가 근접 또는 접촉되는 것으로 감지된 경우, 상기 전력 저장부에 저장된 적어도 하나의 파워 신호 또는 상기 수신 모듈로부터 전달되는 적어도 하나의 파워 신호를 상기 RF 방식, 상기 자기 유도 방식 또는 상기 자기 공진 방식 중 어느 하나의 무선 충전 방식을 통해 상기 적어도 하나의 사용자 수신기기로 송신하는 송신 모듈을 포함한다.
일측에 따르면, 상기 센서는, 상기 전원기기가 근접 또는 접촉되는지 여부를 감지하고, 상기 송신 모듈은, 상기 적어도 하나의 사용자 수신기기 및 상기 전원 기기 모두가 근접 또는 접촉되는 것으로 감지된 경우, 상기 수신 모듈로부터 전달되는 적어도 하나의 파워 신호를 상기 전력 저장부를 경유하지 않고 상기 적어도 하나의 사용자 수신기기로 곧장 송신하는 것을 특징으로 할 수 있다.
다른 일측에 따르면, 상기 보조 배터리는, 상기 적어도 하나의 사용자 수신기기와 통신하는 통신용 안테나를 더 포함하고, 상기 송신 모듈은, 상기 통신용 안테나를 통해 수신되는 상기 적어도 하나의 사용자 수신기기의 충전 관련 정보에 기초하여 상기 적어도 하나의 파워 신호를 상기 적어도 하나의 사용자 수신기기로 송신하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또 다른 일측에 따르면, 상기 센서는, 상기 전원기기가 근접 또는 접촉되는지 여부를 감지하고, 상기 수신 모듈은, 상기 전원기기가 근접 또는 접촉되는 것으로 감지된 경우에 상기 전원기기로부터 상기 적어도 하나의 파워 신호를 수신하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또 다른 일측에 따르면, 상기 송신 모듈이 상기 적어도 하나의 사용자 수신기기로 상기 적어도 하나의 파워 신호를 송신하는 무선 충전 방식은, 상기 수신 모듈이 상기 전원기기로부터 상기 적어도 하나의 파워 신호를 수신하는 무선 충전 방식과 다른 무선 충전 방식인 것을 특징으로 할 수 있다.
또 다른 일측에 따르면, 상기 보조 배터리의 케이스 중 적어도 일부 면에는, 상기 적어도 하나의 사용자 수신기기와 탈부착 가능하도록 하는 젤 패드 또는 나노 석션 폼이 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 무선 전력 전송이 가능한 보조 배터리 장치는, 외부로부터 유선으로 전원을 공급받는 전원기기; 및 상기 전원기기와 탈부착 가능하도록 구현되는 보조 배터리를 포함하고, 상기 보조 배터리는, 상기 전원기기로부터 RF 방식, 자기 유도 방식 또는 자기 공진 방식 중 어느 하나의 무선 충전 방식을 통해 적어도 하나의 파워 신호를 수신하는 수신 모듈; 상기 수신 모듈로부터 전달되는 적어도 하나의 파워 신호를 저장하는 전력 저장부; 적어도 하나의 사용자 수신기기가 근접 또는 접촉되는지 여부를 감지하는 센서; 및 상기 적어도 하나의 사용자 수신기기가 근접 또는 접촉되는 것으로 감지된 경우, 상기 전력 저장부에 저장된 적어도 하나의 파워 신호 또는 상기 수신 모듈로부터 전달되는 적어도 하나의 파워 신호를 상기 RF 방식, 상기 자기 유도 방식 또는 상기 자기 공진 방식 중 어느 하나의 무선 충전 방식을 통해 상기 적어도 하나의 사용자 수신기기로 송신하는 송신 모듈을 포함한다.
일측에 따르면, 상기 센서는, 상기 전원기기가 근접 또는 접촉되는지 여부를 감지하고, 상기 송신 모듈은, 상기 적어도 하나의 사용자 수신기기 및 상기 전원 기기 모두가 근접 또는 접촉되는 것으로 감지된 경우, 상기 수신 모듈로부터 전달되는 적어도 하나의 파워 신호를 상기 전력 저장부를 경유하지 않고 상기 적어도 하나의 사용자 수신기기로 곧장 송신하는 것을 특징으로 할 수 있다.
다른 일측에 따르면, 상기 보조 배터리는, 상기 적어도 하나의 사용자 수신기기와 통신하는 통신용 안테나를 더 포함하고, 상기 송신 모듈은, 상기 통신용 안테나를 통해 수신되는 상기 적어도 하나의 사용자 수신기기의 충전 관련 정보에 기초하여 상기 적어도 하나의 파워 신호를 상기 적어도 하나의 사용자 수신기기로 송신하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또 다른 일측에 따르면, 상기 전원기기는, 상기 보조 배터리와 통신하는 통신용 안테나를 더 포함하고, 상기 통신용 안테나를 통해 수신되는 상기 보조 배터리의 충전 관련 정보에 기초하여 상기 적어도 하나의 파워 신호를 상기 보조 배터리로 송신하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또 다른 일측에 따르면, 상기 보조 배터리 장치는, 상기 RF 방식, 상기 자기 유도 방식 또는 상기 자기 공진 방식 중 상기 보조 배터리의 송신 모듈이 지원하지 않는 어느 하나의 무선 충전 방식을 지원하는 별도의 무선 충전 방식 지원 모듈을 더 포함할 수 있다.
또 다른 일측에 따르면, 상기 무선 충전 방식 지원 모듈은, 상기 전원기기에 결합 가능하도록 구현되는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 무선 충전을 제공하는 무선 충전 시스템은, 적어도 하나의 사용자 수신기기; 및 상기 적어도 하나의 사용자 수신기기에 대한 무선 충전을 제공하는 보조 배터리 장치를 포함하고, 상기 보조 배터리 장치는, 외부로부터 유선으로 전원을 공급받는 전원기기; 및 상기 전원기기와 탈부착 가능하도록 구현되는 보조 배터리를 포함하며, 상기 보조 배터리는, 상기 전원기기로부터 RF 방식, 자기 유도 방식 또는 자기 공진 방식 중 어느 하나의 무선 충전 방식을 통해 적어도 하나의 파워 신호를 수신하는 수신 모듈; 상기 수신 모듈로부터 전달되는 적어도 하나의 파워 신호를 저장하는 전력 저장부; 상기 적어도 하나의 사용자 수신기기가 근접 또는 접촉되는지 여부를 감지하는 센서; 및 상기 적어도 하나의 사용자 수신기기가 근접 또는 접촉되는 것으로 감지된 경우, 상기 전력 저장부에 저장된 적어도 하나의 파워 신호 또는 상기 수신 모듈로부터 전달되는 적어도 하나의 파워 신호를 상기 RF 방식, 상기 자기 유도 방식 또는 상기 자기 공진 방식 중 어느 하나의 무선 충전 방식을 통해 상기 적어도 하나의 사용자 수신기기로 송신하는 송신 모듈을 포함한다.
일측에 따르면, 상기 센서는, 상기 전원기기가 근접 또는 접촉되는지 여부를 감지하고, 상기 송신 모듈은, 상기 적어도 하나의 사용자 수신기기 및 상기 전원 기기 모두가 근접 또는 접촉되는 것으로 감지된 경우, 상기 수신 모듈로부터 전달되는 적어도 하나의 파워 신호를 상기 전력 저장부를 경유하지 않고 상기 적어도 하나의 사용자 수신기기로 곧장 송신하는 것을 특징으로 할 수 있다.
다른 일측에 따르면, 상기 보조 배터리는, 상기 적어도 하나의 사용자 수신기기와 통신하는 통신용 안테나를 더 포함하고, 상기 송신 모듈은, 상기 통신용 안테나를 통해 수신되는 상기 적어도 하나의 사용자 수신기기의 충전 관련 정보에 기초하여 상기 적어도 하나의 파워 신호를 상기 적어도 하나의 사용자 수신기기로 송신하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예들은 무선 전력 전송이 가능하여 사용자 수신기기의 무선 충전을 제공하는 보조 배터리를 제안할 수 있다.
보다 상세하게, 일 실시예들은 전원기기로부터 무선으로 수신되는 적어도 하나의 파워 신호를 전력 저장부에 저장하여 유지하다가 필요 시 적어도 하나의 사용자 수신기기에 무선으로 송신하거나, 전원기기 및 적어도 하나의 사용자 수신기기 모두와 근접 또는 접촉되는 경우 전원기기로부터 무선으로 수신되는 적어도 하나의 파워 신호를 전력 저장부를 경유하지 않고 적어도 하나의 사용자 수신기기에 무선으로 곧장 전달하는 보조 배터리를 제안할 수 있다.
또한, 일 실시예들은 전원기기가 지원하는 무선 충전 방식이 적어도 하나의 사용자 수신기기가 지원하는 무선 충전 방식과 상이한 경우, 전원기기 및 적어도 하나의 사용자 수신기기 사이의 무선 충전 방식을 중계하는 역할을 하는 보조 배터리를 제안할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 전원기기를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 보조 배터리를 나타낸 블록도이다.
도 4는 도 3에 도시된 보조 배터리에 포함되는 수신 모듈 및 송신 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 전원 기기에 결합되는 무선 충전 방식 지원 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 전원기기를 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 도 1에 도시된 보조 배터리를 나타낸 블록도이며, 도 4는 도 3에 도시된 보조 배터리에 포함되는 수신 모듈 및 송신 모듈을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 도 1에 도시된 전원 기기에 결합되는 무선 충전 방식 지원 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템(100)은 적어도 하나의 사용자 수신기기(110) 및 적어도 하나의 사용자 수신기기(110)에 대한 무선 충전을 제공하는 보조 배터리 장치(120)를 포함한다. 이하, 적어도 하나의 사용자 수신기기(110)는 사용자가 사용하는 모바일 기기 등과 같은 것으로 무선 충전 수신기가 탑재되어 있어 무선 충전 방식을 지원할 수 있다.
보조 배터리 장치(120)는 적어도 하나의 사용자 수신기기(110)가 근접 또는 접촉됨에 따라 적어도 하나의 사용자 수신기기(110)로 적어도 하나의 파워 신호를 송신하여 적어도 하나의 사용자 수신기기(110)에 대한 무선 충전을 제공한다. 이하, 파워 신호는 펄스 또는 CW(Continuous Wave) 등의 형태로 구현될 수 있다.
또한, 이하, 보조 배터리 장치(120)는 적어도 하나의 사용자 수신기기(110)에 적어도 하나의 파워 신호를 무선으로 송신함으로써 무선 충전을 제공하는 것으로 설명되나, 이에 제한되거나 한정되지 않고 적어도 하나의 파워 신호를 송신하는 대신에, 적어도 하나의 사용자 수신기기(110)와 유선으로 연결되어(일례로, 보조 배터리 장치(120)에 포함되는 보조배터리(122)가 적어도 하나의 사용자 수신기기(110)에 동글을 통해 전기적으로 연결됨) 적어도 하나의 파워 신호를 유선으로 송신함으로써 유선 충전을 제공할 수도 있다.
이러한 보조 배터리 장치(120)는 외부로부터 유선으로 전원을 공급받는 전원기기(121) 및 전원기기(121)와 탈부착 가능하도록 구현되는 보조 배터리(122)로 구성된다.
이하, 전원기기(121)가 사각 박스 형상으로 형성되고 보조 배터리(122)가 원 기둥 형상으로 형성됨에 따라 보조 배터리 장치(120)가 카메라 형상을 갖는 것으로 설명 및 도시되나, 이에 제한되거나 한정되지 않고 보조 배터리(122)는 적어도 하나의 사용자 수신기기(110)를 사용하는 사용자에게 휴대 가능한 액세서리로서의 기능을 하는 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 보조 배터리(122)가 인형 형상으로 형성되며 전원기기(121)가 크리스마스 트리의 형상으로 형성됨으로써, 인형 형상의 보조 배터리(122)가 크리스마스 트리 형상인 전원기기(121)에 탈부착되는 구조를 갖게 될 수 있다.
전원기기(121)는 외부로부터 유선으로 전원을 공급받으며, 탈부착되는 보조 배터리(122)로 적어도 하나의 파워 신호를 송신하는 기기로서, 보조 배터리(122)에 포함되는 전력 저장부를 충전하거나, 보조 배터리(122)를 통해 적어도 하나의 사용자 수신기기(110)를 직접적으로 충전할 수도 있다. 보다 상세하게, 전원기기(121)는 도 2와 같이 외부 AC 전원을 DC로 변환하여 공급하는 AC-DC 파워 서플라이(210), 공급되는 DC 전원을 기반으로 적어도 하나의 주파수 대역을 갖는 적어도 하나의 파워 신호를 생성하는 오실레이터(Oscillator)(220), 적어도 하나의 파워 신호를 주파수 별로 매칭하여 출력하는 매칭부(230) 및 적어도 하나의 파워 신호를 보조 배터리(122)로 송신하는 송신 안테나(240)를 포함하는 구조로 구현될 수 있다. 경우에 따라, 전원기기(121)는 도면과 같이 오실레이터(220)로부터 출력되는 적어도 하나의 파워 신호를 증폭하는 파워 앰프(250)를 더 포함하도록 구현될 수 있다.
이 때, 전원기기(121)가 적어도 하나의 파워 신호를 송신하는 무선 충전 방식으로는 RF 방식, 자기 유도 방식 또는 자기 공진 방식 등이 이용될 수 있다. 따라서, 전원기기(121)를 구성하는 구성부들은 상술된 예시로 제한되거나 한정되지 않고, RF 방식, 자기 유도 방식 또는 자기 공진 방식 등을 이용할 수 있는 구조로 다양하게 구현될 수 있다.
또한, 전원기기(121)는 보조 배터리(122)와 통신하는 통신용 안테나(260)를 더 포함함으로써, 통신용 안테나(260)를 통해 수신되는 보조 배터리(122)의 충전 관련 정보에 기초하여 적어도 하나의 파워 신호를 보조 배터리(122)로 송신할 수 있다. 여기서, 보조 배터리(122)로부터 수신되는 충전 관련 정보는 보조 배터리(122)가 근접 또는 접촉되었음을 알리는 정보, 보조 배터리(122)에 포함되는 전력 저장부의 현재 충전량을 나타내는 정보 또는 보조 배터리(122)가 지원하는 무선 충전 방식에 대한 정보(RF 방식, 자기 유도 방식 또는 자기 공진 방식 중 보조 배터리(122)가 지원하는 무선 충전 방식에 대한 정보) 등을 포함할 수 있다. 이에, 보조 배터리(122)가 근접 또는 접촉된 상태에서 보조 배터리(122)의 전력 저장부의 충전량이 일정값 이하를 가져 충전이 요구되는 경우, 전원기기(121)는 적어도 하나의 파워 신호를 보조 배터리(122)가 지원하는 무선 충전 방식으로 보조 배터리(122)에 송신함으로써, 보조 배터리(122)를 무선 충전할 수 있다.
이상 전원기기(121)의 구성부들은 각각의 동작들의 주체가 각 구성부들인 것으로 설명되었으나 이에 제한되거나 한정되지 않고 제어부(미도시)일 수도 있다. 이러한 경우, 전원기기(121)는 제어부를 포함하는 구조로 구현될 수 있다.
보조 배터리(122)는 전원기기(121)의 일부 면에 결합 가능한 형상의 케이스를 가지며, 케이스 중 적어도 일부 면에 적어도 하나의 수신기기(110)와 탈부착 가능하도록 하는 젤 패드 또는 나노 석션 폼이 형성될 수 있다.
이러한 보조 배터리(122)는 케이스 내부에 도 3과 같이 수신 모듈(310), 전력 저장부(320), 센서(330) 및 송신 모듈(340)을 포함하며, 적어도 하나의 사용자 수신기기(110) 또는 전원기기(121)와 통신하는 통신용 안테나(350)를 더 포함할 수 있다. 이들에 대한 상세한 설명은 도 4를 참조하여 아래와 같이 기재된다.
수신 모듈(310)은 전원기기(121)로부터 RF 방식, 자기 유도 방식 또는 자기 공진 방식 중 어느 하나의 무선 충전 방식을 통해 적어도 하나의 파워 신호를 수신한다. 여기서, 수신 모듈(310)은 후술되는 통신용 안테나(350) 또는 센서(330)를 통해 전원기기(121)에 포함되는 통신용 안테나(260)와 통신하여 보조 배터리(122)의 충전 관련 정보를 전원기기(121)로 송신함으로써, 전원기기(121)가 근접 또는 접촉되는 경우에 전원기기(121)로 하여금 수신 모듈(310)이 지원하는 무선 충전 방식으로 적어도 하나의 파워 신호를 송신하도록 할 수 있다.
보다 상세하게, 수신 모듈(310)은 전원기기(121)로부터 적어도 하나의 파워 신호를 수신하는 수신 안테나(410), 적어도 하나의 파워 신호를 DC 신호로 변환하는 정류기(420) 및 정류기(420)로부터 전달되는 DC 신호를 전력 저장부(320)에 저장하기 적합한 DC 신호로 변환하는 DC-DC 컨버터/전압조정기(430)를 포함하는 구조로 구현될 수 있다.
전력 저장부(320)는 수신 모듈(310)로부터 전달되는 적어도 하나의 파워 신호를 저장한다.
센서(330)는 적어도 하나의 사용자 수신기기(110)가 근접 또는 접촉되는지 여부를 감지한다. 센서(330)로는 근접 센서, 압력 센서, 적외선 센서 등 적어도 하나의 사용자 수신기기(110)의 접근을 인식 및 감지할 수 있는 다양한 센서가 이용될 수 있으며, 적어도 하나의 사용자 수신기기(110)가 근접 또는 접촉되는지 여부뿐만 아니라, 전원기기(121)가 근접 또는 접촉되는지 여부 또한 감지할 수 있다. 감지 결과는 송신 모듈(340) 또는 수신 모듈(310)로 전달됨으로써, 송신 모듈(340) 또는 수신 모듈(310) 각각이 선택적으로 동작할 수 있다. 일례로, 전원기기(121)가 근접 또는 접촉되는 것으로 감지된 경우에만 수신 모듈(310)이 활성화되어 전원기기(121)로부터 적어도 하나의 파워 신호를 수신할 수 있고, 적어도 하나의 사용자 수신기기(110)가 근접 또는 접촉되는 것으로 감지된 경우에만 송신 모듈(340)이 활성화되어 적어도 하나의 사용자 수신기기(110)로 적어도 하나의 파워 신호를 송신할 수 있다.
송신 모듈(340)은 전력 저장부(320)에 저장된 적어도 하나의 파워 신호 또는 수신 모듈(310)로부터 전달되는 적어도 하나의 파워 신호를 RF 방식, 자기 유도 방식 또는 자기 공진 방식 중 어느 하나의 무선 충전 방식을 통해 적어도 하나의 사용자 수신기기(110)로 송신하는 구성부로서, 보다 상세하게 전력 저장부(320)에 저장된 DC 신호(적어도 하나의 파워 신호) 또는 수신 모듈(310)의 DC-DC 컨버터/전압조정기(430)로부터 전달되는 DC 신호(적어도 하나의 파워 신호)를 공급하는 DC 파워 서플라이(440), 공급되는 DC 신호를 기반으로 적어도 하나의 주파수 대역을 갖는 적어도 하나의 파워 신호를 생성하는 오실레이터(450), 적어도 하나의 파워 신호를 주파수 별로 매칭하여 출력하는 매칭부(460) 및 적어도 하나의 파워 신호를 적어도 하나의 사용자 수신기기(110)로 송신하는 송신 안테나(470)를 포함하는 구조로 구현될 수 있다. 경우에 따라, 송신 모듈(340)은 도면과 같이 오실레이터(450)로부터 출력되는 적어도 하나의 파워 신호를 증폭하는 파워 앰프(480)를 더 포함하도록 구현될 수 있다.
특히, 송신 모듈(340)은 적어도 하나의 사용자 수신기기(110)가 근접 또는 접촉되는 것으로 감지된 경우에, 전력 저장부(320)에 저장된 적어도 하나의 파워 신호 또는 수신 모듈(310)로부터 전달되는 적어도 하나의 파워 신호를 RF 방식, 자기 유도 방식 또는 자기 공진 방식 중 어느 하나의 무선 충전 방식을 통해 적어도 하나의 사용자 수신기기(110)로 송신하는 것을 특징으로 한다.
예를 들어, 센서(330) 또는 후술되는 통신용 안테나(350)가 감지한 결과 적어도 하나의 사용자 수신기기(110)만이 근접 또는 접촉되는 것으로 감지된 경우(전원기기(121)는 근접 또는 접촉되지 않는 것으로 감지된 경우), 송신 모듈(340)은 전력 저장부(320)에 저장된 적어도 하나의 파워 신호를 출력하고, 적어도 하나의 사용자 수신기기(110)의 충전 관련 정보로부터 적어도 하나의 사용자 수신기기(110)가 이용하는 무선 충전 방식을 확인하여 해당 무선 충전 방식을 통해 적어도 하나의 파워 신호를 적어도 하나의 사용자 수신기기(110)로 송신할 수 있다.
다른 예를 들면, 센서(330) 또는 후술되는 통신용 안테나(350)가 감지한 결과 적어도 하나의 사용자 수신기기(110) 및 전원기기(121) 모두가 근접 또는 접촉되는 것으로 감지된 경우, 수신 모듈(310)은 이미 활성화되어 전원기기(121)로부터 적어도 하나의 파워 신호를 공급받고 있는 상황일 것이다. 이에, 송신 모듈(340)은 수신 모듈(310)로부터 전달되는 적어도 하나의 파워 신호를 전력 저장부(320)를 경유하지 않고 적어도 하나의 사용자 수신기기(110)로 곧장 송신할 수 있다.
이처럼 송신 모듈(340)이 적어도 하나의 사용자 수신기기(110)로 송신할 적어도 하나의 파워 신호를 전력 저장부(320) 또는 수신 모듈(310)로부터 선택적으로 공급받는 것은, 보조 배터리(122)가 스위칭 소자(490)를 더 포함함으로써 가능할 수 있다. 예를 들어, 도면과 같이 스위칭 소자(490)가 수신 모듈(310)의 DC-DC 컨버터/전압조정기(430)의 출력단과 전력 저장부(320)의 사이에 배치됨으로써, 적어도 하나의 파워 신호를 전력 저장부(320)로 공급하거나, 적어도 하나의 파워 신호를 DC 파워 서플라이(440)로 공급할 수 있다. 이에, 송신 모듈(340)은 전력 저장부(320)에 저장된 적어도 하나의 파워 신호를 스위칭 소자(490)을 통해 공급받거나, 전원기기(121)로부터 수신 모듈(310)에서 수신하는 적어도 하나의 파워 신호를 스위칭 소자(490)를 통해 곧장 공급받을 수 있다.
즉, 이와 같이 동작하는 송신 모듈(340)을 포함하는 보조 배터리(122)는, 무선 충전을 지원하는 "배터리"로서의 역할과, 무선 충전을 중계하는 "중계기"로서의 역할을 전원기기(121)의 근접 또는 접촉 여부에 따라 선택적으로 수행할 수 있다.
이 때, 보조 배터리(122)의 무선 충전을 중계하는 "중계기"로서의 역할에 대해 상세히 설명하면, "중계기"로서의 역할은 전원기기(121)가 지원하는 무선 충전 방식과 적어도 하나의 사용자 수신기기(110)가 지원하는 무선 충전 방식이 서로 다른 환경에서, 전원기기(121)와 적어도 하나의 사용자 수신기기(110) 사이의 무선 충전을 중계하는 역할을 의미할 수 있다. 예를 들어, 전원기기(121)가 자기 공진 방식을 지원하고 적어도 하나의 사용자 수신기기(110)가 RF 방식을 지원하는 경우, 수신 모듈(310)이 자기 공진 방식을 통해 적어도 하나의 파워 신호를 수신하여 송신 모듈(340)로 전달하고, 송신 모듈(340)이 전달되는 적어도 하나의 파워 신호를 RF 방식으로 적어도 하나의 사용자 수신기기(110)로 송신함으로써, 보조 배터리(122)가 "중계기"로서의 역할을 수행할 수 있다. 다시 말해, 보조 배터리(122)는, 송신 모듈(340)이 적어도 하나의 사용자 수신기기(110)로 적어도 하나의 파워 신호를 송신하는 무선 충전 방식이 수신 모듈(310)이 전원기기(121)로부터 적어도 하나의 파워 신호를 수신하는 무선 충전 방식과 다른 무선 충전 방식인 것을 기반으로, "중계기"로서의 역할을 수행할 수 있다.
통신용 안테나(350)는 수신되는 적어도 하나의 사용자 수신기기(110)의 충전 관련 정보에 기초하여, 송신 모듈(340)이 적어도 하나의 파워 신호를 적어도 하나의 사용자 수신기기(110)로 송신하도록 할 수 있다. 여기서, 적어도 하나의 사용자 수신기기(110)로부터 수신되는 충전 관련 정보는 적어도 하나의 사용자 수신기기(110)가 근접 또는 접촉되었음을 알리는 정보, 적어도 하나의 사용자 수신기기(110)에 포함되는 전력 저장부의 현재 충전량을 나타내는 정보 또는 적어도 하나의 사용자 수신기기(110)가 지원하는 무선 충전 방식에 대한 정보(RF 방식, 자기 유도 방식 또는 자기 공진 방식 중 적어도 하나의 사용자 수신기기(110)가 지원하는 무선 충전 방식에 대한 정보) 등을 포함할 수 있다. 이에, 통신용 안테나(350)를 통해 수신되는 적어도 하나의 사용자 수신기기(110)의 충전 관련 정보가, 적어도 하나의 사용자 수신기기(110)가 근접 또는 접촉된 상태에서 적어도 하나의 사용자 수신기기(110)의 전력 저장부의 충전량이 일정값 이하를 가져 충전이 요구되고 있음을 나타내는 경우, 송신 모듈(340)은 적어도 하나의 파워 신호를 적어도 하나의 사용자 수신기기(110)가 지원하는 무선 충전 방식으로 적어도 하나의 사용자 수신기기(110)에 송신함으로써, 적어도 하나의 사용자 수신기기(110)를 무선 충전할 수 있다.
또한, 통신용 안테나(350)는 전원기기(121)에 근접 또는 접촉되었음을 알리는 정보(전원기기(121)가 근접 또는 접촉되는지 여부를 감지한 정보), 수신 모듈(310)이 지원하는 무선 충전 방식 정보 또는 전력 저장부(320)의 충전량과 관련된 정보를 포함하는 보조 배터리(122)의 충전 관련 정보를 전원기기(121)로 송신하는 역할을 할 수도 있다.
이 때, 적어도 하나의 사용자 수신기기(110)가 근접 또는 접촉되었음을 알리는 정보 및 전원기기(121)가 근접 또는 접촉되었음을 알리는 정보는 전술된 센서(330)에 의해 획득될 수 있다. 이러한 경우, 송신 모듈(340)은 센서(330)에서 적어도 하나의 사용자 수신기기(110)가 근접 또는 접촉되는 것을 감지하였을 때 적어도 하나의 파워 신호를 송신하는 동작을 수행할 수 있고, 수신 모듈(310)은 전원기기(121)가 근접 또는 접촉되어는 것을 감지하였을 때 적어도 하나의 파워 신호를 수신하는 동작을 수행할 수 있다.
즉, 적어도 하나의 사용자 수신기기(110)가 근접 또는 접촉되었음을 알리는 정보 및 전원기기(121)가 근접 또는 접촉되었음을 알리는 정보는 통신용 안테나(350) 또는 센서(330) 중 어느 하나의 구성부로부터 획득될 수 있는 바, 보조 배터리(122)는 센서(330) 또는 통신용 안테나(350) 중 어느 하나만을 선택적으로 포함하도록 구현될 수도 있다.
이상 보조 배터리(122)의 구성부들은 각각의 동작들의 주체가 각 구성부들인 것으로 설명되었으나 이에 제한되거나 한정되지 않고 제어부(미도시)일 수도 있다. 이러한 경우, 보조 배터리(122)는 제어부를 포함하는 구조로 구현될 수 있으며, 제어부는 보조 배터리(122)를 구성하는 구성부들 각각에 포함되도록 구현되거나 보조 배터리(122)를 구성하는 구성부들을 통합적으로 제어하도록 단일로 구현될 수도 있다.
또한, 보조 배터리(122)가 RF 방식, 자기 유도 방식 또는 자기 공진 방식 전부를 지원하지 못하는 경우, 보조 배터리 장치(120)는 RF 방식, 자기 유도 방식 또는 자기 공진 방식 중 보조 배터리(122)의 송신 모듈(340)이 지원하지 않는 어느 하나의 무선 충전 방식을 지원하는 별도의 무선 충전 방식 지원 모듈(510)을 더 포함할 수 있다. 이러한 무선 충전 방식 지원 모듈(510)은 전원기기(121)에 결합 가능하도록 구현될 수 있다. 예를 들어, 보조 배터리(122)의 송신 모듈(340)이 자기 유도 방식을 지원하지 않는 경우, 무선 충전 방식 지원 모듈(510)은 자기 유도 방식의 무선 충전 방식을 지원하도록 전원기기(121)에 결합 가능한 동글 형태로 구현됨으로써, 자기 유도 방식을 이용하는 적어도 하나의 사용자 수신기기(110)에 대해 전원기기(121)로부터 전달되는 적어도 하나의 파워 신호를 자기 유도 방식으로 송신할 수 있다. 여기서, 무선 충전 방식 지원 모듈(510)은, 전술된 보조 배터리(122)의 구조에서 수신 모듈(310) 및 전력 저장부(320)를 제외한 구성부들을 포함하는 구조로 구현될 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (15)

  1. 무선 전력 전송이 가능한 보조 배터리에 있어서,
    전원기기로부터 RF 방식, 자기 유도 방식 또는 자기 공진 방식 중 어느 하나의 무선 충전 방식을 통해 적어도 하나의 파워 신호를 수신하는 수신 모듈;
    상기 수신 모듈로부터 전달되는 적어도 하나의 파워 신호를 저장하는 전력 저장부;
    적어도 하나의 사용자 수신기기가 근접 또는 접촉되는지 여부를 감지하는 센서; 및
    상기 적어도 하나의 사용자 수신기기가 근접 또는 접촉되는 것으로 감지된 경우, 상기 전력 저장부에 저장된 적어도 하나의 파워 신호 또는 상기 수신 모듈로부터 전달되는 적어도 하나의 파워 신호를 상기 RF 방식, 상기 자기 유도 방식 또는 상기 자기 공진 방식 중 어느 하나의 무선 충전 방식을 통해 상기 적어도 하나의 사용자 수신기기로 송신하는 송신 모듈
    을 포함하고,
    상기 센서는,
    상기 전원기기가 근접 또는 접촉되는지 여부를 추가적으로 감지하는 것을 특징으로 하며,
    상기 송신 모듈은,
    상기 전원 기기가 근접 또는 접촉되는 것으로 감지된 경우 상기 수신 모듈로부터 전달되는 적어도 하나의 파워 신호를 상기 전력 저장부를 경유하지 않고 상기 적어도 하나의 사용자 수신기기로 곧장 송신하고, 상기 전원 기기가 근접 또는 접촉되지 않는 것으로 감지된 경우 상기 전력 저장부에 저장된 적어도 하나의 파워 신호를 상기 적어도 하나의 사용자 수신기기로 송신하는 것을 특징으로 하는 보조 배터리.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 보조 배터리는,
    상기 적어도 하나의 사용자 수신기기와 통신하는 통신용 안테나
    를 더 포함하고,
    상기 송신 모듈은,
    상기 통신용 안테나를 통해 수신되는 상기 적어도 하나의 사용자 수신기기의 충전 관련 정보에 기초하여 상기 적어도 하나의 파워 신호를 상기 적어도 하나의 사용자 수신기기로 송신하는 것을 특징으로 하는 보조 배터리.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 수신 모듈은,
    상기 전원기기가 근접 또는 접촉되는 것으로 감지된 경우에 상기 전원기기로부터 상기 적어도 하나의 파워 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 보조 배터리.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 송신 모듈이 상기 적어도 하나의 사용자 수신기기로 상기 적어도 하나의 파워 신호를 송신하는 무선 충전 방식은,
    상기 수신 모듈이 상기 전원기기로부터 상기 적어도 하나의 파워 신호를 수신하는 무선 충전 방식과 다른 무선 충전 방식인 것을 특징으로 하는 보조 배터리.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 보조 배터리의 케이스 중 적어도 일부 면에는,
    상기 적어도 하나의 사용자 수신기기와 탈부착 가능하도록 하는 젤 패드 또는 나노 석션 폼이 형성되는 것을 특징으로 하는 보조 배터리.
  7. 무선 전력 전송이 가능한 보조 배터리 장치에 있어서,
    외부로부터 유선으로 전원을 공급받는 전원기기; 및
    상기 전원기기와 탈부착 가능하도록 구현되는 보조 배터리
    를 포함하고,
    상기 보조 배터리는,
    상기 전원기기로부터 RF 방식, 자기 유도 방식 또는 자기 공진 방식 중 어느 하나의 무선 충전 방식을 통해 적어도 하나의 파워 신호를 수신하는 수신 모듈;
    상기 수신 모듈로부터 전달되는 적어도 하나의 파워 신호를 저장하는 전력 저장부;
    적어도 하나의 사용자 수신기기가 근접 또는 접촉되는지 여부를 감지하는 센서; 및
    상기 적어도 하나의 사용자 수신기기가 근접 또는 접촉되는 것으로 감지된 경우, 상기 전력 저장부에 저장된 적어도 하나의 파워 신호 또는 상기 수신 모듈로부터 전달되는 적어도 하나의 파워 신호를 상기 RF 방식, 상기 자기 유도 방식 또는 상기 자기 공진 방식 중 어느 하나의 무선 충전 방식을 통해 상기 적어도 하나의 사용자 수신기기로 송신하는 송신 모듈
    을 포함하며,
    상기 센서는,
    상기 전원기기가 근접 또는 접촉되는지 여부를 추가적으로 감지하는 것을 특징으로 하며,
    상기 송신 모듈은,
    상기 전원 기기가 근접 또는 접촉되는 것으로 감지된 경우 상기 수신 모듈로부터 전달되는 적어도 하나의 파워 신호를 상기 전력 저장부를 경유하지 않고 상기 적어도 하나의 사용자 수신기기로 곧장 송신하고, 상기 전원 기기가 근접 또는 접촉되지 않는 것으로 감지된 경우 상기 전력 저장부에 저장된 적어도 하나의 파워 신호를 상기 적어도 하나의 사용자 수신기기로 송신하는 것을 특징으로 하는 보조 배터리 장치.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서,
    상기 보조 배터리는,
    상기 적어도 하나의 사용자 수신기기와 통신하는 통신용 안테나
    를 더 포함하고,
    상기 송신 모듈은,
    상기 통신용 안테나를 통해 수신되는 상기 적어도 하나의 사용자 수신기기의 충전 관련 정보에 기초하여 상기 적어도 하나의 파워 신호를 상기 적어도 하나의 사용자 수신기기로 송신하는 것을 특징으로 하는 보조 배터리 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 전원기기는,
    상기 보조 배터리와 통신하는 통신용 안테나
    를 더 포함하고,
    상기 통신용 안테나를 통해 수신되는 상기 보조 배터리의 충전 관련 정보에 기초하여 상기 적어도 하나의 파워 신호를 상기 보조 배터리로 송신하는 것을 특징으로 하는 보조 배터리 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 보조 배터리 장치는,
    상기 RF 방식, 상기 자기 유도 방식 또는 상기 자기 공진 방식 중 상기 보조 배터리의 송신 모듈이 지원하지 않는 어느 하나의 무선 충전 방식을 지원하는 별도의 무선 충전 방식 지원 모듈
    을 더 포함하는 보조 배터리 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 무선 충전 방식 지원 모듈은,
    상기 전원기기에 결합 가능하도록 구현되는 것을 특징으로 하는 보조 배터리 장치.
  13. 무선 충전을 제공하는 무선 충전 시스템에 있어서,
    적어도 하나의 사용자 수신기기; 및
    상기 적어도 하나의 사용자 수신기기에 대한 무선 충전을 제공하는 보조 배터리 장치
    를 포함하고,
    상기 보조 배터리 장치는,
    외부로부터 유선으로 전원을 공급받는 전원기기; 및
    상기 전원기기와 탈부착 가능하도록 구현되는 보조 배터리
    를 포함하며,
    상기 보조 배터리는,
    상기 전원기기로부터 RF 방식, 자기 유도 방식 또는 자기 공진 방식 중 어느 하나의 무선 충전 방식을 통해 적어도 하나의 파워 신호를 수신하는 수신 모듈;
    상기 수신 모듈로부터 전달되는 적어도 하나의 파워 신호를 저장하는 전력 저장부;
    상기 적어도 하나의 사용자 수신기기가 근접 또는 접촉되는지 여부를 감지하는 센서; 및
    상기 적어도 하나의 사용자 수신기기가 근접 또는 접촉되는 것으로 감지된 경우, 상기 전력 저장부에 저장된 적어도 하나의 파워 신호 또는 상기 수신 모듈로부터 전달되는 적어도 하나의 파워 신호를 상기 RF 방식, 상기 자기 유도 방식 또는 상기 자기 공진 방식 중 어느 하나의 무선 충전 방식을 통해 상기 적어도 하나의 사용자 수신기기로 송신하는 송신 모듈
    을 포함하고,
    상기 센서는,
    상기 전원기기가 근접 또는 접촉되는지 여부를 추가적으로 감지하는 것을 특징으로 하며,
    상기 송신 모듈은,
    상기 전원 기기가 근접 또는 접촉되는 것으로 감지된 경우 상기 수신 모듈로부터 전달되는 적어도 하나의 파워 신호를 상기 전력 저장부를 경유하지 않고 상기 적어도 하나의 사용자 수신기기로 곧장 송신하고, 상기 전원 기기가 근접 또는 접촉되지 않는 것으로 감지된 경우 상기 전력 저장부에 저장된 적어도 하나의 파워 신호를 상기 적어도 하나의 사용자 수신기기로 송신하는 것을 특징으로 하는 무선 충전 시스템.
  14. 삭제
  15. 제13항에 있어서,
    상기 보조 배터리는,
    상기 적어도 하나의 사용자 수신기기와 통신하는 통신용 안테나
    를 더 포함하고,
    상기 송신 모듈은,
    상기 통신용 안테나를 통해 수신되는 상기 적어도 하나의 사용자 수신기기의 충전 관련 정보에 기초하여 상기 적어도 하나의 파워 신호를 상기 적어도 하나의 사용자 수신기기로 송신하는 것을 특징으로 하는 무선 충전 시스템.
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