KR102498380B1 - 유무선 충전 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시 형태는 자석 재질로 된 거치대 제1단자, 거치대 제2단자, 거치대 제3단자가 전면에 돌출되어 위치하며, 외부전원의 (+)단자가 거치대 제1단자 및 거치대 제2단자에 연결되고, 외부전원의 (-)단자가 거치대 제3단자에 연결된 거치대; 상기 거치대 제1단자, 거치대 제2단자, 거치대 제3단자에 각각 대향된 위치에 자석 재질로 된 충전 제1단자, 충전 제2단자, 충전 제3단자가 후면에 돌출되어 위치하고, 충전 제2단자와 충전 제3단자에 연결된 전자기 유도코일을 내부에 구비하며, 충전 제1단자와 충전 제3단자에 연결된 유선 충전 케이블을 구비한 충전모듈;을 포함할 수 있다.

Description

유무선 충전 장치{Apparatus for charger wireless and non wireless}
본 발명은 유무선 충전 장치로서, 오토바이 등에 거치되는 유무선 충전 장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량이나 오토바이에는 휴대폰을 거치시킬 수 있는 거치대가 구비된다.
이러한 휴대폰 거치대는 단순히 휴대폰을 거치시키는 용도뿐만 아니라, 거치상태에서 차량의 시거잭으로부터 공급되는 전원을 이용하여 휴대폰의 충전도 가능하도록 충전케이블을 구비하고 있다.
이와 같이 기존에는 젠더를 휴대폰에 꽂은 상태로 거치대에 거치하여 충전하는 방식이기 때문에 불편하였다. 최근에는 휴대폰의 사용량이 기본적으로 크게 증가하였을뿐만 아니라 휴대폰을 네비게이션으로 이용하기도 하는 등, 차량에서의 휴대폰 사용량이 획기적으로 증가하고 있어 차량 내에서의 휴대폰 배터리 충전이 자주 이루어지고 있어 간편한 충전에 대한 요구가 증가하고 있는 실정이다.
한편, 휴대폰의 충전기술 발달로 최근에는 휴대폰을 충전패드에 올려두기만 하면 충전이 되는 무선충전의 이용이 일반화되고 있다.
하지만, 이러한 무선충전은 충전패드에 설치된 전자기 유도코일을 통해 무선으로 전력 전송이 이루어지는 방식을 따르고 있는 관계로 전력 전달거리가 짧아서 전자기 유도코일이 설치된 충전위치에 휴대폰의 무선충전부가 정확하게 위치되지 않을 경우에 충전효율이 크게 떨어진다는 문제가 있다.
더욱이, 육안으로는 충전패드 내부에 설치된 전자기 유도코일의 위치와 휴대폰 후면에 위치하는 충전부의 위치를 파악하기 힘들고 휴대폰의 기종마다 충전부의 위치가 달라지는 점을 감안할 때, 휴대폰을 정확한 충전 위치에 거치시키기란 매우 어려운 일이다.
한국등록특허 10-1355374
본 발명의 기술적 과제는 사용자가 손쉽게 휴대폰의 무선충전 효율을 극대화할 수 있는 수단을 제공하는데 있다.
본 발명의 실시 형태는 자석 재질로 된 거치대 제1단자, 거치대 제2단자, 거치대 제3단자가 전면에 돌출되어 위치하며, 외부전원의 (+)단자가 거치대 제1단자 및 거치대 제2단자에 연결되고, 외부전원의 (-)단자가 거치대 제3단자에 연결된 거치대; 상기 거치대 제1단자, 거치대 제2단자, 거치대 제3단자에 각각 대향된 위치에 자석 재질로 된 충전 제1단자, 충전 제2단자, 충전 제3단자가 후면에 돌출되어 위치하고, 충전 제2단자와 충전 제3단자에 연결된 전자기 유도코일을 내부에 구비하며, 충전 제1단자와 충전 제3단자에 연결된 유선 충전 케이블을 구비한 충전모듈;을 포함할 수 있다.
상기 거치대는, 동작OFF, 유선충전, 무선충전을 선택받는 동작선택버튼; 외부전원의 (+)단자를 거치대 제1단자로 스위칭하거나, 외부전원의 (+)단자를 거치대 제2단자로 스위칭하는 스위치; 동작OFF가 선택되는 경우 거치대 제1단자 및 거치대 제2단자로 전원이 공급되지 않도록 하며, 유선충전이 선택되는 경우 외부전원의 (+)단자를 거치대 제1단자로만 연결하며, 무선충전이 선택되는 경우 외부전원의 (+)단자를 거치대 제2단자로만 연결하는 스위치 제어를 수행하는 제어기;를 포함할 수 있다.
상기 거치대는, 외부전원을 충전용 DC 전원으로 변환하여 상기 거치대 제1단자, 거치대 제2단자, 거치대 제3단자로 제공하는 DC-DC 컨버터;를 포함할 수 있다.
상기 거치대는, 발광 온/오프가 이루어지는 LED램프;를 포함하며, 상기 제어기는 무선 충전시 상기 LED램프를 발광시키고, 유선충전시 상기 LED램프를 발광시키지 않도록 제어할 수 있다.
상기 충전모듈은 휴대폰 케이스의 바닥면으로 구현되어, 휴대폰 케이스의 후면에 상기 자석 재질로 된 충전 제1단자, 충전 제2단자, 충전 제3단자가 위치함을 특징으로 할 수 있다.
상기 충전모듈은, 전면에 벨크로가 구비되어 있어 충전모듈의 전면이 휴대폰 케이스의 후면에 부착됨을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따르면 충전모듈을 구비한 휴대폰 케이스를 거치대에 자석을 이용하여 부착함으로써, 기존에 전자기 유도코일이 설치된 충전위치에 휴대폰의 무선충전부가 정확하게 위치되지 않을 경우에 충전효율이 크게 떨어진다는 문제를 개선시킬 수 있다.
또한 본 발명의 실시 형태에 따르면 육안으로는 기존에 충전패드 내부에 설치된 전자기 유도코일의 위치와 휴대폰 후면에 위치하는 충전부의 위치를 파악하기 힘들고 휴대폰의 기종마다 충전부의 위치가 달라지는 점을 감안할 때, 휴대폰을 정확한 충전 위치에 거치시키기 어려운 문제를 일거에 해결할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유무선 충전 장치의 구성 블록도.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따라 휴대폰 케이스의 충전모듈로 구현된 유무선 충전 장치의 사시도.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따라 벨크로의 충전모듈로 구현된 유무선 충전 장치의 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 거치대의 스위칭 모습을 도시한 그림.
이하, 본 발명에 따른 실시예들은 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 실시예들을 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있다. 또한 본 발명에서 연결되었다는 의미는 물리적 연결뿐만 아니라 전기적으로 도통되어 연결됨을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유무선 충전 장치의 구성 블록도이며, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따라 휴대폰 케이스의 충전모듈로 구현된 유무선 충전 장치의 사시도이며, 도 3은 본 발명의 제2실시예에 따라 벨크로의 충전모듈로 구현된 유무선 충전 장치의 사시도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 거치대의 스위칭 모습을 도시한 그림이다.
이하 설명에서 유무선 충전 장치는, 오토바이, 자전거, 자동차, 화물차, 버스, 경운기 등의 다양한 탑승 수단에 모두 적용될 수 있음은 자명할 것이다.
본 발명의 유무선 충전 장치는, 도 1에 도시한 바와 같이 자석 재질로 된 거치대 제1단자(101), 거치대 제2단자(102), 거치대 제3단자(103)가 전면에 돌출되어 위치하며, 외부전원의 (+)단자가 거치대 제1단자(101) 및 거치대 제2단자(102)에 연결되고, 외부전원의 (-)단자가 거치대 제3단자(103)에 연결된 거치대(100)와, 거치대 제1단자(101), 거치대 제2단자(102), 거치대 제3단자(103)에 각각 대향된 위치에 자석 재질로 된 충전 제1단자(201), 충전 제2단자(202), 충전 제3단자(203)가 후면에 돌출되어 위치하고, 충전 제2단자(202)와 충전 제3단자(203)에 연결된 전자기 유도코일을 구비하며, 충전 제1단자(201)와 충전 제3단자(203)에 연결된 유선 충전 케이블을 구비한 충전모듈(200)을 포함한다. 참고로, 이하 설명에서 (-)전원이라 함은 그라운드(GROUND) 전원을 의미한다. 이하 상술한다.
충전모듈(200)은, 휴대폰에 유선충전 또는 무선충전을 제공하는 패널로서, 거치대 제1단자(101), 거치대 제2단자(102), 거치대 제3단자(103)에 각각 대향된 위치에 자석 재질로 된 충전 제1단자(201), 충전 제2단자(202), 충전 제3단자(203)가 후면에 돌출되어 위치한다. 따라서 거치대(100)에 충전모듈(200)이 자성력에 의하여 부착될 수 있게 된다. 즉, 거치대 제1단자(101)와 충전 제1단자(201)가 자성력에 의해 결합되며, 거치대 제2단자(102)와 충전 제2단자(202)가 자성력에 의해 결합되며, 거치대 제3단자(103)와 충전 제3단자(203)가 자성력에 의해 결합되어, 결과적으로 거치대(100)에 충전모듈(200)이 자성력에 의해 부착될 수 있다.
또한 충전모듈(200)은, 충전 제2단자(202)와 충전 제3단자(203)에 연결된 전자기 유도코일을 내부에 구비한다. 따라서 충전 제2단자(202)와 충전 제3단자(203)에 각각 서로 다른 극성의 전원이 인가되면 전자기 유도코일을 통하여 자기력이 발생되어 무선으로 전력을 송신할 수 있어 휴대폰을 무선충전할 수 있게 된다. 이러한 전자기 유도코일을 이용하여 휴대폰의 충전부에 무선으로 전력을 전송하는 기술은 널리 알려진 공지의 기술이므로 상세한 설명을 생략한다.
또한 충전모듈(200)은, 충전 제1단자(201)와 충전 제3단자(203)에 연결된 (+)단자와 (-)단자를 가지는 유선 충전 케이블(210)을 구비한다. 따라서 유선 충전 케이블을 이용하여 휴대폰을 충전할 수도 있게 된다. 하절기에는 무선충전이 잘 안될 수도 있기 때문에 충전모듈(200)에 유선 충전 케이블(210)의 충전젠더를 이용하여 유선 충전할 수 있다.
이러한 충전모듈(200)은 다음과 같이 휴대폰 케이스 내장 방식, 벨크로 패널 방식의 두 가지 방식으로 구현될 수 있다.
휴대폰 케이스 내장 방식은, 도 2에 도시한 바와 같이 충전모듈(200)이 휴대폰 케이스의 바닥면으로 구현되어, 휴대폰 케이스의 후면에 자석 재질로 된 충전 제1단자(201), 충전 제2단자(202), 충전 제3단자(203)가 위치하도록 하는 것이다. 따라서 휴대폰을 휴대폰 케이스에 삽입하고, 휴대폰 케이스를 거치대(100)에 자성력을 통한 부착이 이루어지면, 휴대폰에 자동으로 무선충전이 이루어질 수 있다.
따라서 기존에 전자기 유도코일이 설치된 충전위치에 휴대폰의 무선충전부가 정확하게 위치되지 않을 경우에 충전효율이 크게 떨어진다는 문제를 개선시킬 수 있다. 나아가, 육안으로는 기존에 충전패드 내부에 설치된 전자기 유도코일의 위치와 휴대폰 후면에 위치하는 충전부의 위치를 파악하기 힘들고 휴대폰의 기종마다 충전부의 위치가 달라지는 점을 감안할 때, 휴대폰을 정확한 충전 위치에 거치시키기 어려운 문제를 일거에 해결할 수 있다.
충전모듈(200)의 또 다른 구현 방식은, 도 3에 도시한 바와 같이 벨크로 패널 방식으로 구현하는 것이다. 벨크로 패널 방식은, 충전모듈(200)의 전면에 벨크로가 구비되어 있어 충전모듈(200)의 전면을 휴대폰 케이스의 후면에 부착되도록 하는 것이다. 따라서 휴대폰 케이스에 내장되지 않더라도, 일반적인 휴대폰 케이스에 충전모듈(200)을 벨크로 부착하여 무선충전 또는 유선충전이 용이하게 이루어지도록 할 수 있다. 참고로, 벨크로(velcro)란 일명 찍찍이 테이프로 알려져 있으며, 한쪽에 갈고리, 다른 한쪽에 걸림고리가 있어 서로 붙였다 떼었다 할 수 있다. 의류, 가방, 신발 등 신축성이 요구되는 부위에 단추, 지퍼 및 고리 대용으로 주로 사용된다.
한편, 거치대(100)는, 충전모듈(200)을 거치하는 하우징으로서, 자석 재질로 된 거치대 제1단자(101), 거치대 제2단자(102), 거치대 제3단자(103)가 전면에 돌출되어 위치한다. 외부전원의 (+)단자가 거치대 제1단자(101) 및 거치대 제2단자(102)에 각각 연결되고, 외부전원의 (-)단자가 거치대 제3단자(103)에 연결된다. 따라서 거치대 제1단자(101) 및 거치대 제2단자(102)에 연결된다.
거치대(100)에 충전모듈(200)이 부착되어 결합되면 자석으로 된 거치대 제1단자(101)를 통하여 (+)전원이 충전 제1단자(101)로 전달되며 마찬가지로 거치대 제2단자(103)를 통하여 (+)전원이 충전 제2단자(202)로 전달되며, 자석으로 된 거치대 제3단자(103)를 통해 (-)전원이 충전 제3단자(203)으로 전달된다.
거치대(100)는, 도 1에 도시한 바와 같이 DC-DC 컨버터(미도시), 동작선택버튼(110), 스위치(120), 제어기(140)를 포함할 수 있다. 이밖에 LED램프(130)를 추가로 더 구비할 수 있다.
DC-DC 컨버터(미도시)는, 외부전원을 충전용 DC 전원으로 변환하여 거치대 제1단자(101), 거치대 제2단자(102), 거치대 제3단자(103)로 제공하는 컨버터(미도시)이다. 예를 들어, 오토바이 전원단자에서 제공되는 DC +12V 외부전원을 입력받아 DC 9V 전원으로 변환하여 거치대 제1단자(101), 거치대 제2단자(102), 거치대 제3단자(103)로 제공할 수 있다.
동작선택버튼(110)은, 동작OFF, 유선충전, 무선충전을 선택받는 버튼이다. 따라서 사용자는 충전을 하지 않고자 하는 경우 동작OFF모드를 선택할 수 있으며, 유선충전하고자 하는 경우 유선충전모드를 선택할 수 있으며, 무선충전하고자 하는 경우 무선충전모드를 선택할 수 있다.
스위치(120)는, 외부전원의 (+)단자를 거치대 제1단자(101)로 스위칭하거나, 외부전원의 (+)단자를 거치대 제2단자(102)로 스위칭하는 기능을 수행한다. 이러한 스위치(120)는 릴레이 스위치(120) 등의 다양한 스위치(120) 소자로 구현될 수 있다.
제어기(140)는, 연산처리가 가능한 연산유닛으로서, 동작OFF가 선택되는 경우 도 4(a)에 도시한 바와 같이 거치대 제1단자(101) 및 거치대 제2단자(102)로 전원이 공급되지 않도록 스위치 제어한다.
또한 유선충전이 선택되는 경우 도 4(b)에 도시한 바와 같이 외부전원의 (+)단자를 거치대 제1단자(101)로만 연결하는 스위치 제어한다.
또한 무선충전이 선택되는 경우 도 4(c)에 도시한 바와 같이 외부전원의 (+)단자를 거치대 제2단자(102)로만 연결하는 스위치 제어를 수행한다.
이와 같이 유무선 충전에 따라서 전원이 각각 인가되게 되도록 하여 휴대폰에 무리가 가지 않도록 할 수 있다.
한편, 본 발명의 거치대(100)는, 발광 온/오프가 이루어지는 LED램프(130)를 구비할 수 있다. 제어기(140)는 무선 충전시 LED램프(130)를 발광시키고, 유선충전시 LED램프(130)를 발광시키지 않도록 제어한다. 이와 같이 무선 충전시에는 LED램프(130)가 발광되도록 하고, 유선충전시에는 LED램프(130)가 발광되지 않도록 하여 최소한의 열도 발생되지 않게 할 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100:거치대 110:동작선택버튼
120:스위치 130:LED램프
140:제어기

Claims (6)

  1. 자석 재질로 된 거치대 제1단자, 거치대 제2단자, 거치대 제3단자가 전면에 돌출되어 위치하며, 외부전원의 (+)단자가 거치대 제1단자 및 거치대 제2단자에 연결되고, 외부전원의 (-)단자가 거치대 제3단자에 연결된 거치대; 상기 거치대 제1단자, 거치대 제2단자, 거치대 제3단자에 각각 대향된 위치에 자석 재질로 된 충전 제1단자, 충전 제2단자, 충전 제3단자가 후면에 돌출되어 위치하고, 충전 제2단자와 충전 제3단자에 연결된 전자기 유도코일을 내부에 구비하며, 충전 제1단자와 충전 제3단자에 연결된 유선 충전 케이블을 구비한 충전모듈;을 구성하는 공지된 유무선 충전 장치에 있어서,
    상기 거치대는,
    동작OFF, 유선충전, 무선충전을 선택받는 동작선택버튼;
    외부전원의 (+)단자를 거치대 제1단자로 스위칭하거나, 외부전원의 (+)단자를 거치대 제2단자로 스위칭하는 스위치;
    동작OFF가 선택되는 경우 거치대 제1단자 및 거치대 제2단자로 전원이 공급되지 않도록 하며, 유선충전이 선택되는 경우 외부전원의 (+)단자를 거치대 제1단자로만 연결하며, 무선충전이 선택되는 경우 외부전원의 (+)단자를 거치대 제2단자로만 연결하는 스위치 제어를 수행하는 제어기;
    외부전원을 충전용 DC 전원으로 변환하여 상기 거치대 제1단자, 거치대 제2단자, 거치대 제3단자로 제공하는 DC-DC 컨버터;
    제어기에 의해 무선충전시 온상태가 되면서 유선충전시 오프상태가 되도록 제어되는 LED램프;를 포함하며,
    상기 충전모듈은
    휴대폰 케이스의 바닥면에 구비되면서 전면의 벨크로에 의해 휴대폰 케이스의 후면에 부착가능하고 휴대폰 케이스의 후면에 상기 자석 재질로 된 충전 제1단자, 충전 제2단자, 충전 제3단자가 위치하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 유무선 충전 장치.
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