KR200337626Y1 - 무접점 충전 방식을 이용한 전자도어락 충전 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 고안은 자계유도 방식으로 충전이 이루어지는 무접점식 전자도어락 충전 시스템에 있어서, 외부에서 입력된 교류 전원을 이용하여 충전용 전원을 발생시키고, 상기 충전용 전원을 1차측 자계유도부로 공급하는 충전기와, 상기 충전용 전원에 의해 에너지를 축적하거나 축적된 에너지를 무접점 방식으로 입력측인 2차측으로 공급하는 상기 1차측 자계유도부와, 상기 1차측 자계유도부로부터 무접점으로 에너지를 전달받는 무접점 충전용 전기정과, 상기 무접점 충전용 전기정(11)으로 전달된 에너지에 의해 충전되는 충전용 배터리팩을 포함하는 것을 특징으로 하는 무접점식 전자도어락 충전 시스템에 관한 것이다.
Description
본 고안은 무접점 충전 방식을 이용한 전자도어락 충전 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도어 측에 설치되는 전자도어락 본체에 전원 공급을 위한 충전용 배터리팩을 구성하고, 벽 측에 설치되는 받이판에 외부 전원과 연결되는 충전기를 구성함으로써 외부 전원과의 접속을 용이하게 하여 전자도어락 설치에 필요한 시간 및 비용 절감을 가능케 하고, 정전이나 단전 등의 외부 상황에 구애됨이 적은 안정적이고 풍부한 전원을 공급하도록 한 것이다.
일반적으로, 전자도어락은 키를 이용한 수동식 도어락의 허술한 보안 기능을 개선하는 동시에 사용자에게 보다 향상된 편의성을 제공하기 위해 널리 보급되고 있으며, 전자 카드를 이용하는 방식이나 키패드를 이용한 방식 등이 그 대표적인 예이다. 최근에는 사용자의 지문이나 홍채, 음성 등의 생체 정보를 활용하는 첨단 방식의 생체 인식 도어락에 이르기까지 그 범위가 점차 확산되고 있는 추세이다.
전자도어락은 크게 도어 측에 설치되는 전자도어락 본체와 이에 상응하여 벽 측에 설치되는 받이판으로 구성되고, 전자도어락 본체에는 전기정이 결합되어 잠금(Locking) 동작을 수행하게 된다.
종래에는 전자도어락의 잠금 동작이나 잠금 해제 동작을 수행하기 위해 필요한 전원을 공급하기 위해 전자도어락 본체에 외부 전원을 연결하거나 전자도어락 본체의 내부에 1차 전지를 내장하는 방식이 사용되어 왔다.
그러나, 종래의 전자도어락 전원 공급 방식은 다음과 같은 문제점이 있었다.
첫째, 전자도어락 본체에 외부 전원을 연결하여 전원을 공급하는 경우에는 설치 과정에서 도어의 일부분을 훼손시키게 되고, 도어에 구멍을 뚫는 작업이나 이 구멍을 통하여 전선을 인입하는 작업 등 설치상의 어려움이 수반된다. 또한, 외부 전원에만 의존하는 경우 전자도어락은 예비 전원을 가지지 못한 형태로 설치되므로 정전이나 단전 등의 이유로 전원 공급이 중단되는 경우 본래의 기능이 완전히 정지될 수 있는 문제점을 내포한다.
둘째, 전자도어락 본체의 내부에 1차 전지를 내장하는 방식의 경우 재충전이 불가능한 1차 전지의 한계로 인해 전자도어락은 매우 한정적인 전원을 사용하는 상태가 되며, 이로 인해 내장된 1차 전지를 자주 교체해 주어야 하는 불편이 따른다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 접촉식 충전 방식이 적용될 수도 있으나, 접촉식 충전 방식을 사용하는 경우 발생하는 문제점인 충전 불량·충전용 배터리의 수명 단축·시스템의 성능 저하·전자도어락의 오동작 등이 여전히 해결되지 않는다는 단점이 있다.
따라서, 본 고안의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 도어 측에 설치되는 전자도어락 본체에 전원 공급을 위한 충전용 배터리팩을 구성하고, 벽 측에 설치되는 받이판에 외부 전원과 연결되는 충전기를 구성함으로써 외부 전원과의 접속을 용이하게 하여 전자도어락 설치에 필요한 시간 및 비용 절감을 가능케 하는 비접촉식 전자도어락 충전 시스템을 제공함에 있다.
본 고안의 다른 목적은 전자도어락에 충전용 배터리를 내장함으로써 정전이나 단전 등의 외부 상황에 구애됨이 적은 안정적이고 풍부한 전원을 공급하고, 나아가 향상된 전원 공급력을 활용하여 전자도어락의 기본 기능인 잠금 기능 외의 다양한 부가 기능 추가가 가능하도록 함에 있다.
본 고안의 다른 목적은 무접점 충전 방식으로 전자도어락 본체에 내장된 충전용 배터리를 충전시킴으로써, 접촉식 충전 방식의 문제점인 충전 불량·충전용 배터리의 수명 단축·시스템의 성능 저하·전자도어락의 오동작 등을 방지하는 데 있다.
도 1은 본 고안에 따른 플라이백 컨버터 타입이 적용된 무접점식 전자도어락 충전 시스템의 구성도.
도 2는 도 1에 따른 무접점식 전자도어락 충전 시스템의 구성요소 중 무접점 충전용 전기정의 구성도.
도 3은 본 고안에 따른 피드포워드 컨버터 타입이 적용된 무접점식 전자도어락 충전 시스템의 구성도.
도 4는 도 3에 따른 무접점식 전자도어락 충전 시스템의 구성요소 중 무접점 충전용 전기정의 구성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1: 전자도어락 본체 2: 받이판 3: 충전용 배터리팩 4: 충전기
11: 무접점 충전용 전기정 12: 홀(Hole)
13: 2차 권선(Secondary Winding Wire)
14, 14': 절연체(Non-conductive Material Cover)
15: 제2 정류부(Secondary Rectification Smoothing Block)
16: 충전 제어부(Charging Controller Block)
17: 보호 회로부(Protection Circuits)
18: 충전용 배터리(Rechargeable Battery) 21: 1차측 자계유도부
22:1차 권선(Primary Winding Wire) 23: 보조 권선(Auxilary Winding Wire)
24: 페라이트 코어 바(Bar Ferrite Core) 26: 교류 전원부(AC Input)
27: 노이즈 필터부(Noise Filter)
28: 제1 정류부(Primary Rectification Smoothing Block)
29-1: 플라이백 컨버터(Flyback Converter)
29-2: 피드포워드 컨버터(Forward Converter)
30: 트랜시버-포토다이오드(Transceiver-Photodiode)
31: 리시버-포토트랜지스터(Receiver-Phototransistor)
32: 보빈리스 코일(Bobbinless Coil)
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 무접점 충전 방식을 이용한 전자도어락 충전 시스템은, 외부에서 입력된 교류 전원을 이용하여 충전용 전원을 발생시키고, 상기 충전용 전원을 1차측 자계유도(磁界誘導)부(21)로 공급하는 충전기(4)와, 상기 충전용 전원에 의해 에너지를 축적하거나 축적된 에너지를 무접점 방식으로 입력측인 2차측으로 공급하는 상기 1차측 자계유도부(21)와, 상기 1차측 자계유도부(21)로부터 무접점 방식으로 에너지를 전달받는 무접점 충전용 전기정(11)과, 상기 무접점 충전용 전기정(11)으로 전달된 에너지를 이용하여 충전을 수행하는 충전용 배터리팩(3)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하에서 상기한 본 고안의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략하도록 한다.
도 1은 본 고안에 따른 플라이백 컨버터 타입이 적용된 무접점식 전자도어락 충전 시스템의 구성도이다.
본 고안에 따른 무접점식 전자도어락 충전 시스템은 크게 도어 측에 설치되는 전자도어락 본체(1), 이에 상응하여 벽 측에 설치되는 받이판(2)으로 구분할 수 있다. 전자도어락 본체(1)에는 무접점 충전용 전기정(11), 충전용 배터리팩(3) 등이 설치되고, 받이판(2)에는 충전기(4), 1차측 자계유도부(21) 등이 설치된다.
전자도어락 본체(1)에 내장되는 무접점 충전용 전기정(11)은 1차측 자계유도부(21)의 입력측인 2차측에 해당되는 구성요소로서, 1차측 자계유도부(21)로부터 무접점으로 유도기전력을 전달받아 도어 잠금 및 충전을 수행한다.
도시된 바와 같이, 출력측인 1차측 자계유도부(21)는 고정된 장치인 받이판(2)에 설치되고 입력측인 2차측의 보빈리스 코일(32)을 내장한 무접점 충전용 전기정(11)은 전자도어락 본체(1)에 설치된다.
받이판(2) 내의 1차측 자계유도부(21)는 원통형의 페라이트 코어 바(24) 및 이를 다시 원통형으로 둘러싸는 절연체를 구비하고, 페라이트 코어 바(24)의 원통형 외곽의 보빈에 1차 권선(22) 및 보조 권선(23)이 각각 권취된다.
전자도어락 본체(1)에 설치되는 무접점 충전용 전기정(11)은 원통형의 홀(12)과 홀(12)을 둘러싸는 절연체(14), 절연체(14) 외곽에 권취되는 2차 권선(13)과 2차 권선(13)을 다시 둘러싸는 절연체(14')를 구비한다.
1차측 자계유도부(21) 및 2차측의 무접점 충전용 전기정(11)은 상호 분리되어 구성되어 있으므로 두 장치 간에는 어떠한 직접적 결합도 이루어지지 않는다. 그러나, 1차측 자계유도부(21)에 전원이 공급되면 두 장치 간에 자계 유도가 이루어지고 이로 인해 1차측에 축적된 에너지가 2차측으로 전달되어 전자도어락 본체(1) 내의 충전용 배터리(18)에 에너지가 충전된다.
이상에서는, 1차측 자계유도부(21)나 무접점 충전용 전기정(11)이 원기둥 형태의 권선으로 형성되는 경우를 예시하였으나, 상호 분리된 두 장치간의 자기 결합을 가능하게 하는 형태라면 박막(sheet) 형태나 포트(pot)형태 등 여러 가지 형태로 구현될 수 있음은 당연하다.
한편, 충전용 배터리팩(3)은 무접점 충전용 전기정(11)으로 전달된 에너지를 이용하여 충전을 수행한다.
충전용 배터리팩(3)에는 무접점 충전용 전기정(11)으로부터 공급되는 전력을 직류로 변환하는 제2 정류부(15), 제2 정류부(15)에서 변환된 전력을 충전용 배터리(18)에 공급하기 위한 충전 제어부(16), 충전용 배터리(18)의 상태를 확인하여 충전 제어부(16)로부터 충전용 배터리(18)에 공급되는 전력의 공급과 차단을 결정하는 보호 회로부(17), 충전용 배터리(18) 등이 포함될 수 있다. 여기서, 충전 제어부(16)는 충전용 배터리(18)의 전압 및 전류를 측정하여 사용시간 및 충전용량 등의 정보를 제공하며, 제공되는 정보를 누적하여 충방전 용량을 보정하는 기능을 수행하도록 구성될 수 있다.
받이판(2)에 설치되는 충전기(4)는 외부에서 입력되는 교류 전원을 이용하여 충전에 필요한 충전용 전원을 발생시키고, 발생시킨 충전용 전원을 1차측 자계유도부(21)로 공급한다. 충전기(4)로부터 충전용 전원을 공급받은 1차측 자계유도부(21)는 공급된 충전용 전원에 의해 에너지를 축적하거나 축적된 에너지를 무접점으로 입력측인 2차측에 공급한다.
충전기(4)에는 교류 전원부(26), 노이즈 필터부(27), 제1 정류부(28), 플라이백 컨버터(29-1) 등이 포함될 수 있다. 충전기(4)는 교류 전원부(26)를 통해 외부로부터 입력 받은 교류 전원을 제1 정류부(28)로 공급하여 직류 전원으로 변환할 수 있도록 한다. 이 때, 노이즈 필터부(27)는 공급된 교류 전원을 필터링하여 노이즈를 제한하는 기능을 수행한다.
플라이백 컨버터(29-1)는 트랜지스터를 내장하여, 내장된 트랜지스터가 온(ON) 상태인 동안에 에너지를 축적하고, 오프(OFF) 상태인 동안에 축적된 에너지를 입력측인 2차측으로 전달한다. 이러한 동작을 수행하기 위한 플라이백 컨버터(29-1)는 내장된 트랜지스터를 온 또는 오프시켜 에너지를 축적시키거나 축적된 에너지를 출력측으로 전달하기 위한 스위칭 회로부, 전압 및 전류의 상승률을 제한하여 스위칭시 전압 피크치를 감쇄시키기 위한 스너버 회로부, 출력측으로 일정한 전압과 전류를 전달하기 위하여 오피 앰프로 피드백을 받아서 비교하고, 이를 플라이백시키는 전력 제어부 등을 포함하는 회로로 구성할 수 있다.
도 2는 도 1에 따른 무접점식 전자도어락 충전 시스템의 구성요소 중 무접점 충전용 전기정의 구성도이다.
도 2에는 받이판(2) 측에 플라이백 컨버터(29-1)를 구비한 충전기(4)가 설치되고 이에 상응하여 1차 권선(22) 및 보조 권선(23)으로 이루어지는 1차측 자계유도부(21)가 구성되는 경우에 실시 가능한 무접점 충전용 전기정(11)의 단면과 측면이 도시되어 있다.
도시된 바와 같이, 무접점 충전용 전기정(11)의 일면은 1차측 자계유도부(21)의 구성요소인 1차 권선(22), 보조 권선(23), 페라이트 코어 바(24)와 각각 자기 결합된다. 내부에는 원통형의 홀(12)과 홀(12)을 둘러싼 절연체(14), 절연체(14) 외곽에 권취되는 2차 권선(13)과 2차 권선(13)을 다시 둘러싼 절연체(14')로 구성되어 1차측 자계유도부(21)로부터 공급되는 에너지가 무접점으로 2차측에 전달된다.
전자도어락이 잠금상태가 되어 외부에서 전원이 공급되어 충전이 이루어지는 경우, 플라이백 컨버터(29-1)는 내장된 트랜지스터가 온(ON), 오프(OFF) 동작을 수행하여 1차측 자계유도부(21)에 축적된 에너지를 무접점 충전용 전기정(11)에 내장된 입력측인 2차측 보빈리스 코일(32)에 전달한다.
한편, 자계유도 방식의 효율성을 높이기 위하여 2차측의 전류 변화량을 감지하거나 조절 내지 증폭하는 리시버-포토트랜지스터(31)나 트랜시버-포토다이오드(30) 등이 추가로 구비될 수 있다.
에너지 전달에 있어서 축적된 에너지를 2차측으로 전달하기 위한 스위칭부의 듀티비를 조절하여 부하변동에 따른 전압과 전류를 컨트롤 할 수 있도록 1차측에 리시버-포토트랜지스터(31)와 2차측에 트랜시버-포토다이오드(30)가 장치하여 피드백 동작을 수행하는 기능을 한다.
도 3은 본 고안에 따른 피드포워드 컨버터 타입이 적용된 무접점식 전자도어락 충전 시스템의 구성도이다.
도 1에서와 마찬가지로, 전자도어락 본체(1)에는 무접점 충전용 전기정(11), 충전용 배터리팩(3) 등이 설치되고, 받이판(2)에는 충전기(4), 1차측 자계유도부(21) 등이 설치된다.
도 3에서 충전기(4)는 피드포워드 컨버터(29-2) 타입으로 구성되고, 1차측 자계유도부(21)에는 보조 권선(23) 없이 1차 권선(22)만이 권취된다.
피드포워드 컨버터(29-2)는 내장된 스위치 소자가 온 상태인 동안 결합된 상기 1차측 자계유도부(21)로 에너지를 공급하고 오프 되면 축적된 에너지 및 잉여 에너지를 1차측으로 환류시킨다.
전자도어락이 잠금상태가 되어 충전이 이루어지는 경우, 피드포워드 컨버터(29-2)는 내장된 스위치 소자(예를 들어, 트랜지스터 등)가 일정주파수로 온, 오프 상태를 반복하도록 하여, 1차측 자계유도부(21)에 축적된 에너지를 2차측인 무접점 충전용 전기정(11)에 전달한다.
도 3에 나타난 그 외 구성요소들의 기능 내지 동작은 도 1의 각각의 구성요소들과 동일 또는 유사하므로 이에 대해서는 다시 설명하지 않기로 한다.
도 4는 도 3에 따른 무접점식 전자도어락 충전 시스템의 구성요소 중 무접점충전용 전기정의 구성도이다.
도 4에는 받이판(2) 측에 피드포워드 컨버터(29-2)를 구비한 충전기(4)가 설치되고 이에 상응하여 1차 권선(22)으로 1차측 자계유도부(21)가 구성되는 경우에 실시 가능한 무접점 충전용 전기정(11)의 단면과 측면이 도시되어 있다.
도시된 바와 같이, 무접점 충전용 전기정(11)의 일면은 1차측 자계유도부(21)의 구성요소인 1차 권선(22) 페라이트 코어 바(24)와 각각 자기 결합된다. 내부에는 원통형의 홀(12)과 홀(12)을 둘러싼 절연체(14), 절연체(14) 외곽에 권취되는 2차 권선(13)과 2차권선(13)을 둘러싼 절연체(14')로 구성되어 1차측 자계유도부(21)로부터 공급되는 에너지가 무접점으로 2차측에 전달된다.
상술한 바와 같이 본 고안에 따르면, 도어 측에 설치되는 전자도어락 본체에 전원 공급을 위한 충전용 배터리팩을 구성하고, 벽 측에 설치되는 받이판에 외부 전원과 연결되는 충전기를 구성함으로써 외부 전원과의 접속을 용이하게 하는 무접점 충전 방식을 이용한 전자도어락 충전 시스템을 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 고안에 따르면 전자도어락에 충전용 배터리를 내장함으로써 정전이나 단전 등의 외부 상황에 구애됨이 적은 안정적이고 풍부한 전원을 공급하고, 나아가 향상된 전원 공급력을 활용하여 전자도어락의 기본 기능인 잠금 기능 외의 다양한 부가 기능 추가가 가능하도록 하는 무접점 충전 방식을 이용한 전자도어락 충전 시스템을 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 고안에 따르면 무접점 충전 방식으로 전자도어락 본체에 내장된 충전용 배터리를 충전시킴으로써, 접촉식 충전 방식의 문제점인 충전 불량·충전용 배터리의 수명 단축·시스템의 성능 저하·전자도어락의 오동작 등을 방지할 수 있는 무접점 충전 방식을 이용한 전자도어락 충전 시스템을 제공하는 효과가 있다.
Claims (4)
- 자계유도 방식으로 충전이 이루어지는 무접점식 전자도어락 충전 시스템에 있어서,외부에서 입력된 교류 전원을 이용하여 충전용 전원을 발생시키고, 상기 충전용 전원을 출력측인 1차측 자계유도부(21)로 공급하는 충전기(4); 상기 충전용 전원에 의해 에너지를 축적하거나 축적된 에너지를 무접점 방식으로 입력측인 2차측으로 공급하는 상기 1차측 자계유도부(21); 상기 1차측 자계유도부(21)로부터 무접점으로 에너지를 전달받는 무접점 충전용 전기정(11); 상기 무접점 충전용 전기정(11)으로 전달된 에너지에 의해 충전되는 충전용 배터리팩(3); 을 포함하는 것을 특징으로 하는 무접점식 전자도어락 충전 시스템.
- 제1항에 있어서,상기 무접점 충전용 전기정(11)은,도어 측에 설치되는 전자도어락 본체(1) 내에 구비되고, 적어도 원통형의 홀(12), 상기 홀(12)을 둘러싸는 절연체(14), 상기 절연체(14) 외곽에 권취되는 2차 권선(13), 상기 2차 권선(13)을 둘러싼 절연체(14')를 포함하는 것을 특징으로 하는 무접점식 전자도어락 충전 시스템.
- 제1항에 있어서,상기 충전용 배터리팩(3)은,충전을 위해 필요한 동작 파라미터를 내장하고 충전용 배터리(18)에 전원을 공급할 것인지 여부를 결정하여 수행하는 충전 제어부(16); 상기 충전 제어부(16)와 상기 충전용 배터리(18) 사이에 결합되고 상기 충전용 배터리(18)의 전압 또는 전류를 감지하여 충전 또는 방전 상태를 결정하는 보호 회로부(17); 상기 보호 회로부(17)로부터 공급되는 전원에 의해 충전되는 상기 충전용 배터리(38); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 무접점식 전자도어락 충전 시스템.
- 제1항에 있어서,상기 충전기(4)는,내장된 트랜지스터가 온 상태인 동안 에너지를 축적하고 오프 되는 순간에 축적된 에너지를 결합된 상기 1차측 자계유도부(21)로 공급하는 플라이백 컨버터(29-1), 내장된 스위치 소자가 온 상태인 동안 결합된 상기 1차측 자계유도부(21)로 에너지를 공급하고 오프 되면 축적된 에너지 및 잉여 에너지를 1차측으로 환류시키는 피드포워드 컨버터(29-2) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 무접점식 전자도어락 충전 시스템.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018199370A1 (ko) * | 2017-04-27 | 2018-11-01 | 김영수 | 도어를 이용한 전력 공급 장치 및 이를 포함하는 도어락 |
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2003
- 2003-09-22 KR KR20-2003-0029955U patent/KR200337626Y1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018199370A1 (ko) * | 2017-04-27 | 2018-11-01 | 김영수 | 도어를 이용한 전력 공급 장치 및 이를 포함하는 도어락 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| U107 | Dual application of utility model | ||
| REGI | Registration of establishment | ||
| T201 | Request for technology evaluation of utility model | ||
| T701 | Written decision to grant on technology evaluation | ||
| EXTG | Extinguishment |