KR20070014949A - 무 접점 충전 배터리 및 충전기, 이들을 포함하는 배터리충전 세트, 및 충전제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무 접점 충전 배터리 및 충전기, 이들을 포함하는 배터리 충전 세트, 및 충전제어 방법을 개시한다. 무 접점 충전기는 단속적으로 인가되는 고주파 교류전류에 의해 자기장을 발생시키는 1차측 코일을 구비하고, 무 접점 충전 배터리는 상기 자기장의 쇄교에 의해 고주파 교류전류가 단속적으로 유도되는 2차측 코일을 구비한다. 2차측 코일에서 유도된 고주파 교류전류는 직류로 정류된 후 정전압/정전류 소자를 통해 배터리 셀로 인가된다. 이 때, 배터리 측의 마이크로프로세서는 상기 정전압/정전류 소자의 양단 전압을 모니터링하여 모니터링 결과를 2차측 코일에서 고주파 교류전류가 유도되지 않는 동안 충전기 측에 무선으로 전송한다. 여기서, 상기 모니터링 결과는 충전전력 조정요구 신호, 정전압/정전류 소자의 양단 전압차, 양단 전압값 또는 양단 전압이 과전압 상태임을 나타내는 코드이다. 그러면, 충전기 측의 마이크로프로세서는 모니터링 결과에 따라 1차측 코일에 인가되는 고주파 교류전류의 전력을 조정하여 배터리 측에 전달되는 충전전력을 변화시킨다. 이러한 충전전력의 조정 과정이 반복되면, 상기 정전압/정전류 공급부 양단의 과전압 상태가 빠른 시간 내에 해소된다.

Description

무 접점 충전 배터리 및 충전기, 이들을 포함하는 배터리 충전 세트, 및 충전제어 방법{Contact-less chargeable Battery and Charging Device, Battery Charging Set, and Method for Charging Control thereof}
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 종래의 무 접점 충전 방식을 채용한 충전기와 배터리의 개략적인 블록 다이어그램이다.
도 2는 종래의 무 접점 충전 방식을 채용한 전동 칫솔의 결합 사시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 무 접점 충전 배터리와 충전기의 구성을 개략적으로 도시한 블록 다이어그램이다.
도 4는 도 3의 무 접점 충전기의 구성을 상세하게 도시한 상세 블록 다이어그램이다.
도 5는 도 3의 무 접점 충전 배터리의 구성을 상세하게 도시한 상세 블록 다이어그램이다.
도 6은 무 접점 충전 배터리의 2차측 코일에서 충전전력이 단속적으로 출력 되는 것을 도시한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 무 접점 충전 배터리와 충전기의 사용 상태도이다.
본 발명은 전자기 유도 현상을 이용하여 충전을 할 수 있는 무 접점 배터리 및 이를 충전할 수 있는 충전기와 충전제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배터리 충전시 정전압/정전류를 공급하는 회로 부품 양단에 과전압이 인가되더라도 무선 피드백 제어를 통해 과전압 상태를 해소할 수 있는 무 접점 배터리 및 이를 충전하기 위한 무 접점 충전기, 이들을 포함하는 배터리 충전 세트, 및 충전제어 방법에 관한 것이다.
휴대폰, PDA, 노트북 등과 같은 개인 휴대용 장치는 충전이 가능한 배터리를 통해 전원을 공급받는다. 개인 휴대용 장치의 사용자는 배터리의 전압이 소정 레벨 이하로 떨어지면, 충전기를 이용하여 배터리를 충전한 후 다시 사용한다.
일반적인 개인 휴대용 장치의 배터리는 충전기에 마련된 충전 단자에 전기적으로 연결될 수 있도록 외부로 노출된 접속 단자를 구비한다. 배터리의 충전시에는 충전기의 충전 단자와 배터리의 접속 단자가 서로 접속되어 전기적으로 연결된 상태가 유지된다.
그런데, 상기 충전 단자와 접속 단자는 상호 간의 접속을 위해 외부로 노출되어 있어 이물질에 의해 쉽게 오염이 되고, 충전 단자와 접속 단자가 접속되는 과 정에서 양 단자의 마찰로 마모가 발생 되고, 대기 중의 수분에 의해 충전 단자와 접속 단자가 부식됨으로써 충전 단자와 접속 단자의 접속이 불량해진다는 문제가 있다. 그리고 배터리의 사용 과정에서 접속 단자의 미세한 틈을 통해 배터리 내부로 수분이 침투되면, 내부 회로의 단락에 의해 배터리가 완전히 방전되는 치명적 문제가 야기된다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 최근에 개인 휴대용 장치의 배터리가 전자기유도 현상에 의해 무 접점 방식으로 충전기와 결합 된 상태에서 배터리를 충전할 수 있는 무 접점 충전 기술이 제안되었다. 현재 무 접점 충전 기술은 전동 칫솔, 전기 면도기 등의 일상 생활 용품에 널리 활용되고 있다.
도 1은 종래기술에 따른 무 접점 충전 방식을 채용한 배터리와 충전기의 구성을 개략적으로 도시한다.
도 1을 참조하면, 충전기(10)는 상용 교류 전원(20)으로부터 전원을 공급받아 고주파 교류전류를 출력하는 고주파 전력 구동수단(30), 그리고 상기 고주파 전력 구도수단(30)으로부터 고주파 교류전류를 인가받아 자기장(M)을 형성하는 1차측 코일(40)을 구비한다.
그리고, 배터리(50)는 전기에너지가 충전되는 배터리 셀(60), 1차측 코일(40)에서 발생 된 자기장(M)의 쇄교에 따라 고주파 교류전류가 유도되는 2차측 코일(70), 2차측 코일(70)에서 유도된 고주파 교류전류를 직류전류로 변환하는 정류부(80) 및 정류부(80)에서 정류된 직류전류를 배터리 셀(60)에 인가하는 정전압/정전류 공급부(90)를 구비한다.
여기서, 상기 정전압/정전류 공급부(90)는 배터리 충전 장치에 널리 사용되는 공지의 회로 소자이다. 상기 정전압/정전류 공급부(90)는 충전 초기에는 배터리 셀(60)에 전류를 일정하게 공급하다가 배터리 셀(60)의 충전 전압이 서서히 증가하여 특정 기준 값을 넘어서면 전류의 공급을 줄여나가는 대신 전압을 일정하게 유지시켜 주는 기능을 수행한다.
상기한 종래의 무 접점 충전 방식을 채용한 충전기(10)와 배터리(50)에 따르면, 2차측 코일(70)에 유도되는 고주파 교류전류의 크기는 2차측 코일(70)에 쇄교하는 자속의 크기에 비례한다. 그리고, 2차측 코일(70)에 쇄교되는 자속의 크기는 1차측 코일(40)과의 상대적 위치에 따라 변화한다. 즉, 2차측 코일(70)이 충전기(10)의 1차측 코일(40)에 가깝게 위치하면 할수록 2차측 코일(70)에 쇄교하는 자속의 크기가 증가하게 되고, 그 결과 2차측 코일(70)에 유도되는 고주파 교류전류의 크기도 함께 증가하게 된다.
한편, 무 접점 충전 배터리(50)에 구비된 충전회로 모듈의 핵심 소자인 정전류/정전압 공급부(90)의 규격은 2차측 코일(70)에서 유도되는 고주파 교류전류의 크기에 따라 정의된다. 그런데, 상술한 바와 같이 2차측 코일(70)에 유도되는 교류 전류의 크기는 1차측 코일(40)과 2차측 코일(70)의 상대적 위치에 따라 변화한다.
따라서, 작은 크기의 고주파 교류전류에 의해 정전류/정전압 공급부(90)의 규격을 정의하면, 상대적으로 큰 크기의 고주파 교류전류가 유도되는 지점에 배터리(50)를 위치시킬 경우 배터리(10)를 충전하는 과정에서 정전류/정전압 공급부(90)의 양단에 규격 이상의 과전압이 인가되어 부품이 소손되는 문제가 발생될 수 있다.
위와 같은 점을 감안하여 종래의 무 접점 충전 방식을 채용한 충전기(10)와 배터리(50)는 정전류/정전압 공급부(90)의 규격을 정의한 지점에서 상호 간의 위치를 상대적으로 고정할 수 있는 구조를 채용하고 있는 것이 일반적이다.
도 2는 종래의 무 접점 충전 방식을 채택하고 있는 전동 칫솔(100)의 결합 사시도이다.
도 2를 참조하면, 상기 전동 칫솔(100)은 하단에 배터리(115)를 장착한 칫솔 몸체(110)와 상기 배터리(115)를 무 접점 방식으로 충전하는 충전기(120)로 구성된다. 상기 칫솔 몸체(110)의 하단에는 주 홈(130) 및 보조 홈(140)이 마련되고, 상기 충전기(120)의 상부에는 상기 주 홈(130) 및 보조 홈(140)에 정합되는 형상을 가진 주 돌기(150) 및 보조 돌기(160)가 각각 마련된다.
상기 칫솔 몸체(110)와 충전기(120)는 홈(130, 140)과 돌기(150, 160)의 정합에 의해 긴밀하게 고정되며, 그 결과 칫솔 몸체(110)에 구비된 배터리(115)와 충전기(120)의 상대적 위치 또한 긴밀하게 고정된다.
상기 배터리(115)에 구비된 정전압/정전류 공급부(170)의 규격은 칫솔 몸체(110)와 충전기(120)가 긴밀하게 결합된 상태를 가정하고 정의된다. 따라서, 정전압/정전류 공급부(170)의 양단에는 규격 이상의 과전압이 인가되지 않으며, 그 결과 예기치 않은 과전압에 의해 정전압/정전류 공급부(170)가 소손되는 것을 방지할 수 있다.
하지만, 위와 같이 배터리(115)와 충전기(120)의 상대적 위치를 엄격하게 제 약하게 되면, 사용자에게 불편함을 초래하는 문제가 있다. 즉 사용자는 칫솔 몸체(110)에 구비된 배터리(115)를 충전할 때마다 충전기(120)를 기준으로 일정한 위치에 칫솔 몸체(110)를 고정하기 위한 노력을 반복적으로 기울여야 하는 번거로움을 겪어야 한다. 따라서, 사용자의 편리성을 극대화시키기 위해서는 배터리(115)와 충전기(120)의 상대적 위치 제약성을 극복할 수 있는 새로운 기술적 대안 제시가 필요하다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제를 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 무 접점 충전 방식으로 배터리를 충전함에 있어서 배터리와 충전기 사이의 상대적 위치 제약성을 해소할 수 있으면서도 배터리 내부 회로의 소손을 방지할 수 있는 무 접점 충전 배터리 및 충전기, 그리고 이들을 포함하는 배터리 충전 세트를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 무 접점 충전 방식을 채용한 배터리와 충전기의 상대적 위치 제약성을 해소할 수 있으면서도 배터리 내부 회로의 소손을 방지할 수 있는 배터리 충전제어 방법을 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 무 접점 충전 배터리는 외부의 무 접점 충전기로부터 전자기적 유도현상에 의해 충전전력을 전달받아 내부의 배터리 셀에 전기에너지를 충전하는 충전회로 모듈을 구비한다.
구체적으로, 상기 충전회로 모듈은 무 접점 충전기에서 발생되는 자기장에 의해 고주파 교류전류가 유도되는 고주파 교류전류 유도부; 상기 유도된 고주파 교류전류를 입력받아 직류전류로 변환하는 정류부; 상기 정류부로부터 직류전류를 입력받아 정전압-정전류 모드로 배터리 셀에 충전전력을 공급하는 정전압/정전류 공급부; 및 상기 정전압/정전류 공급부의 양단 전압을 모니터링 하여 모니터링 결과를 무선 통신을 통해 외부의 무 접점 충전기로 전달하여 자기장의 세기 변화를 유도하는 과전압 모니터링부;를 포함한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 무 접점 충전기는 무 접점 충전 배터리 측으로 전자기 유도현상에 의해 충전전력을 전달한다. 이를 위해, 상기 충전기는, 교류전류를 입력받아 외부 공간에 자기장을 형성하는 자기장 발생부; 상기 자기장 발생부에 고주파 교류전류를 인가하는 고주파 전력 구동부; 및 무선 통신을 통해 상기 무 접점 충전 배터리로부터 정전압/정전류 공급부의 양단 전압에 대한 모니터링 결과를 전달받아 상기 고주파 전력 구동부를 제어하여 상기 자기장 발생부에 인가되는 고주파 교류전류의 전력을 조정함으로써 배터리 측으로 전달되는 충전전력을 조정하는 충전전력 조정부;를 포함한다.
바람직하게, 충전기의 고주파 전력 구동부는 자기장 발생부에 고주파 교류전류를 단속적으로 인가한다. 그리고, 배터리의 과전압 모니터링부는 상기 자기장 발생부를 통해 자기장이 발생되지 않는 동안 상기 모니터링 결과를 충전기의 충전전력 조정부로 무선 송신한다.
바람직하게, 상기 모니터링 결과는 충전전력 조정요구 신호, 정전압/정전류 공급부의 양단 전압 차, 양단 전압값 또는 양단 전압이 과전압 상태임을 나타내는 코드이다.
바람직하게, 상기 고주파 교류전류 유도부는 외부의 무 접점 충전기로부터 발생되는 자기장의 자속이 쇄교하는 코일이고, 상기 자기장 발생부는 양단에 고주파 교류전류가 인가되는 코일이다.
바람직하게, 상기 과전압 모니터링부는, 안테나를 통해 상기 충전전력의 조정요구를 무선으로 전파하는 무선송신부; 상기 정전압/정전류 공급부의 전단과 후단에서 전압을 각각 검출하는 제1 및 제2전압 검출부; 상기 제1 및 제2전압 검출부에 의해 검출된 제1 및 제2전압을 비교하여 전압비교 결과를 출력하는 전압비교부; 및 상기 전압비교 결과에 따른 모니터링 결과를 상기 무선송신부로 출력하는 마이크로프로세서;를 포함한다.
바람직하게, 상기 과전압 모니터링부는, 상기 고주파 교류전류 유도부에서 출력되는 고주파 교류전류를 입력받아 고주파 교류전류의 유도가 종료되는 시점을 검출하여 상기 마이크로프로세서로 출력하는 충전휴지 검출부;를 더 포함한다. 이러한 경우, 상기 마이크로프로세서는, 상기 시점이 입력된 이후에 상기 모니터링 결과를 상기 무선송신부로 출력한다.
바람직하게, 상기 충전전력 조정부는, 안테나를 통해 상기 모니터링 결과를 수신하는 무선수신부; 및 상기 무선수신부로부터 모니터링 결과를 전달받아 상기 고주파 전력 구동부를 제어하여 상기 자기장 발생부에 인가되는 고주파 교류전류의 전력을 조정하는 마이크로프로세서;를 포함한다.
바람직하게, 상기 충전기는 상용 교류 전류를 입력받아 직류로 변환한 후 상 기 고주파 전력 구동부로 정전압 전류를 공급하는 정전압 공급부;를 더 포함하고, 상기 고주파 전력 구동부는, 상기 마이크로프로세서로부터 펄스구동신호를 입력받아 펄스신호를 출력하는 펄스신호 발생부; 및 상기 펄스신호를 입력받아 상기 정전압 공급부로부터 입력되는 정전압 직류를 고속으로 스위칭하여 펄스 형태의 고주파 교류전류를 생성하는 전력 구동부;를 포함한다.
바람직하게, 상기 충전전력 조정부는 고주파 교류전류의 펄스 폭, 펄스 진폭, 펄스의 수 또는 펄스의 주파수를 제어하여 충전전력을 조정한다.
바람직하게, 상기 정전압 공급부는, 상용 교류전류를 입력받아 과전압 전류를 차단하는 과전압차단 필터부; 상기 필터부를 통과한 교류전류를 정류하여 직류전류로 변환하는 정류부; 및 상기 변환된 직류전류를 입력받아 정전압 전류를 출력하는 정전압 공급부;를 포함한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 충전제어 방법은, 무 접점 충전기에 구비된 1차측 코일에 고주파 교류전류를 단속적으로 인가하여 외부에 자기장을 단속적으로 발생시키는 단계; 상기 발생된 자기장의 자속을 무 접점 충전 배터리에 구비된 2차측 코일에 쇄교시켜 전자기적으로 유도된 고주파 교류전류를 단속적으로 출력시키는 단계; 상기 출력된 고주파 교류전류를 정류하여 직류전류로 변환하는 단계; 상기 직류전류를 정전압-정전류 소자를 통해 배터리 셀에 인가하여 베터리 셀을 정전압-정전류 모드로 충전하는 단계; 상기 정전압-정전류 소자의 양단 전압을 모니터링 하여 상기 2차측 코일에서 고주파 교류전류가 유도되지 않는 동안 모니터링 결과를 무선 통신을 통해 상기 충전기 측으로 전달하는 단계; 및 상 기 전달된 모니터링 결과에 따라 상기 1차측 코일에 인가되는 고주파 교류전류의 전력을 조정하여 상기 배터리 측으로 전달되는 충전전력을 조정하는 단계;를 포함한다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 무 접점 충전기(C)와 배터리(B)의 구성을 개략적으로 도시한 블록 다이어그램이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 무 접점 충전기(C)는, 1차측 코일(200), 고주파 전력 구동부(210), 1차측 안테나(220), 무선수신부(230), 마이크로 프로세서(240) 및 전원공급부(260)를 포함한다.
상기 고주파 전력 구동부(210)는 고속의 스위칭 동작을 통해 1차측 코일(200)에 수십 KHz의 고주파 교류전류를 인가하여 자기장을 발생시킨다. 예를 들 어, 상기 고주파 전력 구동부(210)는 80KHz의 고주파 교류전류를 1차측 코일(200)에 인가한다. 1차측 코일(200)에 고주파 교류전류에 의해 자기장이 발생 되면, 전자기 유도현상에 의해 충전전력이 배터리(B) 측에 무 접점 방식으로 전달된다.
바람직하게, 상기 고주파 전력 구동부(210)로는 공지의 SMPS(Switching Mode Power Supply)가 채용될 수 있는데, 본 발명이 이에 한하는 것은 아니다.
상기 무선수신부(230)는 안테나(220)를 통해 배터리(B) 측으로부터 무선 전송되는 충전전력의 조정요구 신호를 수신한 후 마이크로 프로세서(240)로 입력한다.
상기 조정요구 신호는 배터리 측에 과도한 충전전력이 전달되어 정전압/정전류를 공급하는 회로 부품이 소손될 위험이 있을 때 전송되는 신호이다. 상기 조정요구 신호는 배터리(B) 측으로부터 변조되어 전송되며, 따라서 상기 무선수신부(230)는 상기 조정요구 신호를 복조한 후 마이크로프로세서(240)에 입력한다.
바람직하게, 상기 조정요구 신호의 무선 전송을 위해 10 ~ 15 MHz 대역의 반송파가 사용된다. 그리고, 상기 무선수신부(230)는 포토 커플러를 이용하여 구성한다. 하지만, 본 발명이 상기 반송파의 주파수 대역과 무선수신부(230)를 구성하기 위한 소자의 종류에 한정되는 것은 아니다.
상기 조정요구 신호가 배터리(B) 측으로부터 무선 전송될 때에는 1차측 코일(200)에 고주파 교류전류가 인가되지 않는 것이 바람직하다. 이는 수십 KHz 대역의 고주파 교류전류의 인가에 의해 1차측 코일(200)에서 자기장이 발생된 상태에서 조정요구 신호가 무선 전송되면 자기장에 의해 조정요구 신호가 스크리닝 되어 무 선수신부(230)를 통해 조정요구 신호가 제대로 수신되지 않기 때문입니다.
따라서, 상기 고주파 전력 구동부(210)는 1차측 코일(200)에 고주파 교류전류를 계속적으로 인가하는 것이 아니라 주기적으로 휴지 기간을 둔다. 예를 들어, 상기 고주파 전력 구동부(210)는 충전전력을 배터리(B) 측으로 전달할 때 3초가 경과될 때마다 50ms 동안은 고주파 교류전류를 1차측 코일(200)에 인가하지 않는다. 이러한 경우, 상기 조정요구 신호는 고주파 교류전류가 1차측 코일(200)에 인가되지 않는 50ms 이내에 무선 전송된다.
상기 마이크로프로세서(240)는 충전기(C)의 전반적인 동작을 제어하며, 특히 무선수신부(230)로부터 충전전력의 조정요구 신호가 수신되면 고주파 전력 구동부(210)를 제어하여 1차측 코일(200)에 인가되는 고주파 교류전류의 전력을 조정한다.
바람직하게, 마이크로프로세서(240)는 고주파 전력 구동부(210)를 제어하여 고주파 펄스의 폭을 변조(Pulse Width Modulation)하거나, 펄스의 주파수를 변조(Pulse Frequency Modulation)하거나, 펄수의 수를 변조(Pulse Number Modulation)하거나, 펄스의 진폭을 변조(Pulse Amplitude modulation)하여 고주파 교류전류의 전력을 조정한다. 그러면, 배터리(B) 측에 전달되는 충전전력의 레벨이 조정됨으로써 배터리(B) 내부의 회로 손상을 방지할 수 있다.
상기 전원 공급부(260)는 상용 교류전류(250)를 입력받아 직류전류로 변환한 후 상기 고주파 전력 구동부(210)와 상기 마이크로 프로세서(240)에 동작 전원을 공급한다.
본 발명의 실시 예에 따른 무 접점 배터리(B)는 2차측 코일(270), 정류부(280), 정전압/정전류 공급부(290), 마이크로프로세서(310), 무선송신부(320) 및 안테나(330)를 포함하는 충전회로 모듈과, 이 충전회로 모듈에 의해 충전이 이루어지는 배터리 셀(300)을 포함한다.
상기 2차측 코일(270)은 충전기(C)에 구비된 1차측 코일(200)에 고주파 교류전류가 인가되는 동안 전자기 유도 현상에 의해 고주파 교류전류를 발생시킨다. 이 때, 2차측 코일(270)에 유도되는 고주파 교류전류의 크기는 2차측 코일(270)에 쇄교되는 자속에 비례한다.
상기 정류부(280)는 2차측 코일(270)에서 유기된 고주파 교류전류를 평활하여 직류전류로 변환한다.
상기 정전압/정전류 공급부(290)는 마이크로프로세서(310)의 제어에 따라 정류된 직류전류를 배터리 셀(290)에 인가하여 배터리 셀(290)을 충전하되, 충전 초기에는 정전류 모드로 배터리 셀(290)을 충전하다가 충전전압이 일정한 기준을 넘어서면 전류를 줄여주는 대신 충전전압을 일정하게 유지해 주는 정전압 모드에서 배터리 셀(290)을 충전한다.
상기 마이크로프로세서(310)는 상기 정전압/정전류 공급부(290)를 제어하여 배터리 셀(300)을 충전하고, 상기 정전압/정전류 공급부(290)의 양단에 과도한 전압이 인가되는지 모니터링 하고 과도한 전압이 인가되면 충전전력의 조정요구 신호를 무선송신부(320) 측으로 출력한다.
바람직하게, 상기 정전압/정전류 공급부(290)의 양단 전압에 대한 모니터링 동작은, 상기 정전압/정전류 제어부(300)의 전단 전압(Vpp)과 후단 전압(Vch)을 측정하여 그 차이가 기준 값을 초과하는지를 검사하는 것에 의해 이루어진다.
상기 무선송신부(320)는 마이크로프로세서(310)로부터 출력되는 충전전력의 조정요구 신호를 입력받은 후 조정요구 신호를 변조하여 안테나(330)를 통해 충전기(C) 측에 구비된 무선수신부(230)의 안테나(220)로 무선 전송한다. 이때, 10~15MHz 대역의 반송파가 사용되며, 상기 무선송신부(320)는 무선수신부(230)와 마찬가지로 포토 커플러에 의해 구현한다.
상기 조정요구 신호가 충전기(C) 측으로 전송되면, 마이크로프로세서(240)의 제어에 따라 고주파 전력 구동부(210)를 통해 출력되는 고주파 교류전류의 전력이 감소된다. 그 결과, 전자기 유도 현상에 의해 2차측 코일(270)에 유도되는 고주파 교류전류의 전력이 감소한다. 이에 따라, 정전압/정전류 공급부(290)의 양단에 인가되는 전압도 감소한다. 바람직하게, 이러한 1차측 코일(200)에 인가되는 고주파 교류전류의 전력에 대한 피드백 제어는 정전압/정전류 공급부(290)의 양단에 과전압이 인가되지 않을 때까지 계속된다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무 접점 충전기(C)의 구성을 보다 구체적으로 도시한 블럭 다이어그램이다.
도 4를 참조하면, 전원공급부(260)는 상용 교류 전원(250)으로부터 인가되는 과전압을 차단하는 과전압 차단 필터부(260a)와, 과전압 차단 필터부(260a)를 통과한 교류전류를 직류전류로 변환하는 정류부(260b)와, 정류된 직류전류를 입력받아 마이크로프로세서(240)와 고주파 전력 구동부(210)에 정전압 직류전류를 공급하는 정전압 공급부(260c)를 포함한다.
상기 고주파 전력 구동부(210)는 마이크로프로세서(240)로부터 펄스구동신호를 입력받아 펄스 신호를 생성하는 펄스 신호 발생부(Pulse Width Modulation: 210a)와, 펄스 신호 발생부(210a)로부터 출력되는 펄스 신호에 의해 정전압 공급부(260c)로부터 입력되는 정전압 직류전류를 고속으로 스위칭함으로써 고주파 교류전류를 생성하여 1차측 코일(200)에 인가하는 전력 구동부(210b)를 포함한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 무 접점 충전 배터리(B)의 구성을 보다 구체적으로 도시한 블록 다이어그램이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 무 접점 배터리(B)는, 정전압/정전류 공급부(290)의 양단에 과전압이 인가되는지 여부를 모니터링 하기 위해 정전압/정전류 공급부(290)의 전단과 후단에 각각 구비된 제1전압 검출부(350) 및 제2전압 검출부(360)와, 상기 제1전압 검출부(350) 및 상기 제2전압 검출부(360)에 의해 각각 측정된 제1전압(Vpp) 및 제2전압(Vch)의 비교 결과를 마이크로프로세서(310)로 입력하는 전압비교부(380)를 더 포함한다.
상기 전압비교 결과는 제1 및 제2전압의 차이 값 또는 과전압이 인가된 상태인지 여부를 나타내는 양단 전압의 상태(1은 과전압 상태, 0은 통상 전압 상태)이다. 후자의 경우, 상기 전압비교부(380)는 과전압 상태의 기준이 되는 전압차와 상기 제1전압 및 제2전압의 차이를 상호 대비한다.
한편, 정전압/정전류 공급부(290) 양단의 전압을 모니터링 한 결과 과전압이 인가되고 있는 것으로 판단되면, 마이크로프로세서(310)는 무선송신부(320)를 이용하여 무선을 통해 충전전력의 조정요구 신호를 충전기(C) 측에 전달한다.
그런데, 충전기(C)의 1차측 코일(200)로부터 배터리(B)의 2차측 코일(270)로 충전전력이 전달되고 있는 중에 상기 조정요구 신호가 무선으로 전파되면, 1차측 코일(200)로부터 생성된 자기장에 의해 조정요구 신호가 스크리닝 되는 문제가 발생한다.
따라서, 본 발명은 위와 같은 문제를 해결하기 위해 충전기(C)에서 배터리(B) 측으로 충전전력을 전달할 때 일정한 주기마다 충전전력의 전달을 일시적으로 중단한다.
즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 전자기 유도 현상에 의해 2차측 코일(270)에 고주파 교류전류가 유도되어 충전이 이루어지는 충전구간(△tA)과, 1차측 코일(200)에 대한 고주파 교류전류의 인가를 의도적으로 일시 중지하여 충전이 휴지되는 구간(△tB)을 주기적으로 반복한다. 그리고, 2차측 코일(270)에서 고주파 교류전류의 유도가 정지되어 충전이 휴지되는 동안 충전전력의 조정요구 신호를 충전기(C) 측에 전달한다.
이를 위해, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리(B)는 2차측 코일(270)에서 유도된 고주파 교류전류를 입력받아 충전구간이 종료되는 시점(도 6의 ts 참조)을 검출하는 충전휴지 검출부(390)를 포함한다.
상기 충전휴지 검출부(390)는 충전구간의 종료 시점(도 6의 ts 참조)을 검출한 후 이를 마이크로프로세서(310)로 입력한다. 그러면, 마이크로프로세서(310)는 충전전력의 조정을 위한 조정요구 신호를 충전전력이 전달되지 않는 동안 무선송신부(320)를 통해 충전기(C) 측으로 무선 전송한다. 따라서, 충전전력의 조정요구 신호가 1차측 코일(200)에 의해 생성된 자기장에 의해 스크리닝 되는 것을 방지할 수 있다.
충전기(C) 측으로 충전전력의 조정요구 신호가 무선 전송되면, 이미 상술한 바와 같은 피드백 제어에 의해 1차측 코일(200)에 인가되는 고주파 교류전류의 전력이 조정됨으로써, 정전압/정전압 공급부(290)의 양단 전압을 적정한 레벨로 유지할 수 있다.
이상에서 상술한 본 발명에 따른 무 접점 충전기와 배터리는 정전압/정전류 공급부(290)의 양단에 과전압이 인가되더라도 피드백 제어를 통해 충전전력을 실시간으로 감소시킴으로써 즉각적으로 과전압 상태를 해소할 수 있다.
따라서, 본 발명의 무 접점 충전기와 배터리는 2차측 코일(270)에 쇄교하는 자속의 크기를 일정하게 유지하기 위해 종래와 같이 서로 간의 상대적 위치가 고정될 필요가 전혀 없으며, 도 7에 도시된 바와 같이 충전기(C)를 패드 형상으로 제작하여 사용자가 패드의 소정 위치에 배터리(B)가 결합되어 있는 휴대폰과 같은 충전 대상체를 올려놓기만 하면 편리하게 충전을 할 수 있는 형태로 충전기와 배터리 세트를 제작할 수 있다.
이하에서는 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 무 접점 충전 제어 방법을 상세하게 설명하기로 한다.
먼저 비 충전 모드의 경우, 충전기(C)의 고주파 전력구동부(210)는 마이크로프로세서(240)의 제어에 따라 일정한 시간 간격으로 고주파 교류전류를 짧은 시간 동안 1차측 코일(200)에 인가한다. 예를 들어, 1초 간격으로 50ms 동안 80KHz의 고주파 교류전류 인가한다. 그러면, 1차측 코일(200)은 고주파 교류전류가 인가될 때마다 주변에 자기장을 형성한다.
사용자는 배터리(B)의 충전을 위해 배터리(B)를 충전기(C) 상에 위치시킨다. 배터기(B)가 위치된 이후에, 충전기(C)의 1차측 코일(200)에 고주파 교류전류가 소정 시간 동안 인가되면 1차측 코일(200)에 자기장이 발생되고, 그 결과 배터리(B)의 2차측 코일(270)에 자속이 쇄교된다. 이에 따라, 2차측 코일(270)에서는 고주파 교류전류가 소정 시간 동안 유도되었다가, 1차측 코일(200)에 고주파 교류전류가 인가되지 않으면 자기장의 소멸로 인해 고주파 교류전류의 유도가 일시 중지된다.
한편, 충전휴지 검출부(290)는 고주파 교류전류의 유도가 일시 중지되는 시점을 검출하여 마이크로프로세서(310)로 입력한다. 이에 응답하여, 마이크로프로세서(310)는 응답신호를 무선송신부(320)로 출력한다. 여기서, 응답신호는 배터리(B)에 구비된 2차 코일(270)이 충전기(C) 측의 1차 코일(200)에서 발생된 자기장에 결합된 상태임을 충전기(C) 측의 마이크로프로세서(240)로 알리기 위한 신호이다. 응답신호가 무선송신부(320)로 출력되면, 무선송신부(320)는 응답신호를 변조하여 안테나(330)를 통해 충전기(C) 측으로 무선 전송한다.
응답신호가 무선 전송되면, 충전기(C)의 무선수신부(230)는 응답신호를 복조하여 마이크로프로세서(240)로 입력한다. 그러면, 마이크로프로세서(240)는 충전전력을 배터리(B) 측으로 전달하기 시작한다. 즉, 마이크로프로세서(240)는 고주파 전력 구동부(210)를 제어하여 소정 시간 간격 동안 고주파 교류 전류를 1차측 코일(200)에 인가하였다가 소정 시간 동안 고주파 교류 전류의 인가를 휴지하는 동작을 반복한다. 예를 들어, 80KHz의 고주파 교류 전류를 3초 동안 인가하였다가 50ms 동안은 휴지한다.
상기 1차측 코일(200)에 고주파 교류전류가 인가되는 동안은 전자기 유도현상에 의해 배터리(B)의 2차측 코일(270)에서도 고주파 교류전류가 유도된다. 이렇게 고주파 교류전류의 유도가 지속되는 시간은 상기 1차측 코일(200)에 고주파 교류전류의 인가가 지속되는 시간과 실질적으로 같다.
상기 2차측 코일(270)에 유도된 고주파 교류전류는 정류부(280)에 의해 직류전류로 변환된 후, 정전압/정전류 공급부(290)를 거쳐 배터리 셀(300)로 인가된다. 그러면, 배터리 셀(300)의 충전이 점차적으로 이루어지면서 배터리 셀(300)의 양단 전압이 만 충전 상태가 될 때까지 상승한다.
마이크로프로세서(310)는 정전압/정전류 공급부(290)를 제어함으로써 배터리 셀의 충전 전압이 어느 정도 상승할 때까지는 정전류 모드에서 배터리 셀(300)을 충전하였다가 배터리 셀(300)의 전압이 소정 레벨 이상 증가하면 정전압 모드에서 배터리 셀(300)을 충전한다.
한편 1차측 코일(200)로 인가되던 고주파 교류전류가 휴지되면, 2차측 코 일(270)에서도 고주파 교류전류의 유도가 일시적으로 정지되면서 충전이 일시 중지된다. 그러면, 충전휴지 검출부(390)는 고주파 교류전류의 유도가 중지된 시점을 검출하여 마이크로프로세서(310)로 입력한다. 이러한 동작은 고주파 교류전류의 유도가 일시 중지되는 시점이 도래할 때마다 반복적으로 이루어진다.
위와 같은 배터리 셀(300)의 충전 과정과는 별도로 마이크로프로세서(310)는 정전압/정전류 공급부(290)의 양단에 과전압이 인가되는지를 모니터링 한다.
이를 위해, 전압비교부(380)는 정전압/정전류 공급부(290)의 전단과 후단에 각각 구비된 제1전압검출부(350) 및 제2전압검출부(360)에 의해 측정된 전압을 주기적으로 입력받아 그 값을 서로 비교하고 전압비교 결과를 마이크로프로세서(310)로 입력한다. 여기서, 상기 전압비교 결과는 측정된 두 전압의 차이값 또는 과전압 상태인지 아닌지를 나타내는 전압상태 신호이다.
상기 마이크로프로세서(310)는 전압비교부(380)로부터 전압비교 결과를 입력받은 후, 정전압/정전류 공급부(329)의 양단에 과전압이 인가되고 있는지 판단한다.
그 결과, 정전압/정전류 공급부(290)의 양단에 과전압이 인가되고 있다고 판단되면, 마이크로프로세서(310)는 충전휴지 검출부(390)가 입력한 고주파 교류전류의 유도가 일시 정지된 시점을 참조하여 현재 1차측 코일에 고주파 유도전류가 인가되지 않는 휴지기간인지 판단한다.
그 결과, 휴지기간인 것으로 판단되면, 마이크로프로세서(310)는 무선송신부(320)로 충전전력의 조정요구 신호를 출력한다. 그러면, 무선송신부(320)는 충전 전력의 조정요구 신호를 변조하여 안테나(330)를 통해 충전기(C)로 무선 송신한다.
이에 응답하여, 충전기(C)에 구비된 무선수신부(230)는 안테나(220)를 통해 충전전력의 조정요구 신호를 수신 및 복조한 후 마이프로프로세서(240)로 입력한다. 그러면, 마이크로프로세서(240)는 고주파 전력 구동부(210)를 제어하여 1차측 코일(200)에 인가되는 고주파 교류전류의 전력을 미리 정한 레벨만큼 낮춘다.
상기와 같이 1차측 코일(200)에 인가되는 고주파 교류전류의 전력이 감소 되면, 전자기 유도현상에 의해 2차측 코일(270)에 유도되는 고주파 교류전류의 전력도 함께 감소한다.
한편, 고주파 교류전류의 전력에 대한 피드백 제어와는 별도로, 마이크로프로세서(310)에 의한 정전압/정전류 공급부(290) 양단의 과전압 상태에 대한 모니터링 동작은 주기적으로 반복된다. 그 결과, 1차 피드백 제어를 통하여 정전압/정전류 공급부(290) 양단의 과전압 상태가 여전히 해소되지 않은 것으로 판단되면, 마이크로프로세서(310)는 다시 충전전력의 조정요구 신호를 충전기(C) 측으로 무선 전송하여 다시 한번 1차측 코일(200)에 인가되는 고주파 교류전류의 전력을 일정 레벨 다시 감소시킨다. 이러한 과정은 피드백 제어를 통해 정전압/정전류 공급부(290) 양단에 과전압이 인가되지 않을 때까지 계속된다.
위와 같은 피드백 제어를 통해 정전압/정전류 공급부(290)의 양단에 걸리는 전압 차를 적정한 레벨로 유지함으로써, 무 접점 방식으로 배터리(B)가 충전되는 과정에서 정전압/정전류 공급부(290)가 과전압에 의해 소손되는 것을 방지할 수 있다.
상술한 본 발명의 실시 예에서는, 무 접점 충전 배터리(B)의 정전압/정전류 공급부(290)의 양단에 과전압이 인가되는 것을 방지하기 위해 배터리(B) 측의 마이크로프로세서(310)가 정전압/정전류 공급부(290)의 양단에서 측정된 전압을 모니터링 하여 직접 과전압 상태인지를 확인한다. 그리고, 과전압 상태에 해당하면 배터리(B) 측의 마이크로프로세서(310)가 충전전력 조정요구 신호를 무선 통신을 통해 충전기(C) 측의 마이크로프로세서(240)로 전달한다. 그러면, 충전기(C) 측의 마이크로프로세서(240)는 충전전력 조정요구 신호의 수신을 조건으로 1차측 코일(200)에 인가되는 고주파 교류전류의 전력을 조정한다.
하지만, 대안적인 예도 가능하다. 구체적으로, 도 4 및 도 5를 참조하여 설명하면, 배터리(B) 측의 마이크로프로세서(310)는 주기적으로 정전압/정전류 공급부(290) 양단의 전압을 모니터링 하여 전압 상태를 획득한다.
여기서, 전압 상태는 정전압/정전류 공급부(290) 양단의 전압 또는 양단의 전압 차이다. 이러한 전압 상태는 전압비교부(380)로부터 입력받아도 무방하고, 제1 및 제2전압 검출부(340, 360)로부터 측정된 전압(Vpp, Vch)을 입력받은 후 연산을 통해 전압 상태를 얻어도 무방하다.
배터리(B) 측의 마이크로프로세서(340)는 전압 상태가 얻어질 때마다 충전휴지 검출부(390)가 입력하는 시점을 참조하여 2차측 코일(270)에 고주파 교류전류가 유도되지 않는 동안 정전압/정전류 공급부(290) 양단의 전압 상태를 무선 통신을 통해 충전기(C) 측의 마이크로프로세서(240)로 전달한다.
그러면, 충전기(C) 측의 마이크로프로세서(240)는 전압 상태를 전달받을 때마다 전압 상태가 과전압 상태인지 여부를 확인한다. 이러한 확인은 정전압/정전류 공급부(290)의 양단 전압의 차이가 미리 정해진 기준값을 초과하는지를 검사하는 것에 의해 이루어진다.
그 결과, 정전압/정전류 공급부(290) 양단의 전압 상태가 과전압 상태에 해당되면, 고주파 전력 구동부(210)를 제어하여 1차측 코일(200)에 인가되는 고주파 교류전류의 전력을 조정함으로써 배터리(B) 측으로 전달되는 충전전류를 조정한다.
위와 같은 충전전류의 조정 과정이 필요한 수만큼 반복되면, 정전압/정전류 공급부(290)의 양단에 과전압이 인가되더라도 과전압 상태가 빠른 시간 안에 해소됨으로써 정전압/정전류 소자(290)가 소손되는 것을 방지할 수 있다.
이상에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하였다. 하지만, 본 발명의 실시 예들은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 하기 되는 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
본 발명에 따르면, 무 접점 배터리의 충전 과정에서 정전압/정전류 공급부의 양단에 과전압이 인가되더라도 무선 피드백 제어에 의해 충전전력을 실시간으로 조정해 줌으로써 정전압/정전류 공급부가 양단에 걸린 과전압에 의해 소손되는 것을 방지할 수 있다.
이에 따라, 무 접점 충전 방식을 채용하는 충전기와 배터리에 있어서 서로 간의 상대적 위치 제약성을 극복할 수 있으며 그 결과 사용자의 편리성을 극대화할 수 있다.

Claims (24)

  1. 배터리 셀에 전기에너지를 충전하기 위한 충전회로를 내장한 무 접점 충전 배터리에 있어서,
    외부의 무 접점 충전기에서 발생되는 자기장에 의해 고주파 교류전류가 유도되는 고주파 교류전류 유도부;
    상기 유도된 고주파 교류전류를 입력받아 직류전류로 변환하는 정류부;
    상기 정류부로부터 직류전류를 입력받아 정전압-정전류 모드로 배터리 셀에 충전전력을 공급하는 정전압/정전류 공급부; 및
    상기 정전압/정전류 공급부의 양단 전압을 모니터링 하여 모니터링 결과를 무선 통신을 통해 외부의 무 접점 충전기로 전달하여 자기장의 세기 변화를 유도하는 과전압 모니터링부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무 접점 충전 배터리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고주파 교류전류 유도부는 외부의 무 접점 충전기로부터 발생되는 자기장의 자속이 쇄교하는 코일임을 특징으로 하는 무 접점 충전 배터리.
  3. 제1항에 있어서, 상기 과전압 모니터링부는,
    안테나를 통해 상기 모니터링 결과를 무선으로 전파하는 무선송신부;
    상기 정전압/정전류 공급부의 전단과 후단에서 전압을 각각 검출하는 제1 및 제2전압 검출부;
    상기 제1 및 제2전압 검출부에 의해 검출된 제1 및 제2전압을 비교하여 전압 비교결과를 출력하는 전압비교부; 및
    상기 전압비교 결과에 따른 모니터링 결과를 상기 무선송신부로 출력하는 마이크로프로세서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무 접점 충전 배터리.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 무 접점 충전기에서 발생되는 자기장은 단속적으로 발생되고,
    상기 과전압 모니터링부는, 상기 고주파 교류전류 유도부에서 출력되는 고주파 교류전류를 입력받아 고주파 교류전류의 유도가 종료되는 시점을 검출하여 상기 마이크로프로세서로 출력하는 충전휴지 검출부;를 더 포함하고,
    상기 모니터링 결과는 상기 시점이 입력된 이후 고주파 교류전류의 유도가 이루어지지 않는 동안 무선 통신을 통해 외부의 무 접점 충전기로 전달하는 것을 특징으로 하는 무 접점 충전 배터리.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모니터링 결과는 충전전력 조정요구 신호인 것을 특징으로 하는 무 접점 충전 배터리.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모니터링 결과는 상기 정전압/정전류 공급부의 양단 전압차, 양단 전압값 또는 양단 전압이 과전압 상태임을 나타내는 코드인 것을 특징으로 하는 무 접점 충전 배터리.
  7. 배터리 셀에 전기적으로 연결되어 무 접점 방식으로 전기에너지를 충전하기 위한 충전회로 모듈에 있어서,
    외부의 무 접점 충전기에서 발생되는 자기장에 의해 고주파 교류전류가 유도되는 고주파 교류전류 유도부;
    상기 유도된 고주파 교류전류를 입력받아 직류전류로 변환하는 정류부;
    상기 정류부로부터 직류전류를 입력받아 정전압-정전류 모드로 배터리 셀에 충전전력을 공급하는 정전압/정전류 공급부; 및
    상기 정전압/정전류 공급부의 양단 전압을 모니터링 하여 모니터링 결과를 무선 통신을 통해 외부의 무 접점 충전기로 전달하여 자기장의 세기 변화를 유도하는 과전압 모니터링부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무 접점 충전회로 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 고주파 교류전류 유도부는 외부의 무 접점 충전기로부터 발생되는 자기장의 자속이 쇄교하는 코일임을 특징으로 하는 무 접점 충전회로 모듈.
  9. 제7항에 있어서, 상기 과전압 모니터링부는,
    안테나를 통해 상기 모니터링 결과를 무선으로 전파하는 무선송신부;
    상기 정전압/정전류 공급부의 전단과 후단에서 전압을 각각 검출하는 제1 및 제2전압 검출부;
    상기 제1 및 제2전압 검출부에 의해 검출된 제1 및 제2전압을 비교하여 전압비교 결과를 출력하는 전압비교부; 및
    상기 전압비교 결과에 따른 모니터링 결과를 상기 무선송신부로 출력하는 마이크로프로세서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무 접점 충전회로 모듈.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 무 접점 충전기에서 발생되는 자기장은 단속적으로 발생되고,
    상기 과전압 모니터링부는, 상기 고주파 교류전류 유도부에서 출력되는 고주파 교류전류를 입력받아 고주파 교류전류의 유도가 종료되는 시점을 검출하여 상기 마이크로프로세서로 출력하는 충전휴지 검출부;를 더 포함하고,
    상기 시점이 입력된 이후 고주파 교류전류의 유도가 이루어지지 않는 동안 모니터링 결과를 무선 통신을 통해 외부의 무 접점 충전기로 전달하는 것을 특징으로 하는 무 접점 충전회로 모듈.
  11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모니터링 결과는 충전전력 조정요구 신호인 것을 특징으로 하는 무 접점 충전회로 모듈.
  12. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모니터링 결과는 상기 정전압/정전류 공급부의 전단과 후단의 전압 차, 전단과 후단의 전압 값 또는 과전압 상태를 나타내는 코드인 것을 특징으로 하는 무 접점 충전 배터리.
  13. 정전압/정전류 공급부를 구비하여 정전압/정전류 모드로 충전이 가능하고 상기 정전압/정전류 공급부의 양단 전압에 대한 모니터링 결과를 무선 송출하는 무 접점 충전 배터리 측으로 전자기 유도현상에 의해 충전전력을 전달하는 무 접점 충전기에 있어서,
    교류전류를 입력받아 외부 공간에 자기장을 형성하는 자기장 발생부;
    상기 자기장 발생부에 고주파 교류전류를 인가하는 고주파 전력 구동부; 및
    무선 통신을 통해 상기 무 접점 충전 배터리로부터 상기 모니터링 결과를 전달받아 상기 고주파 전력 구동부를 제어하여 상기 자기장 발생부에 인가되는 고주파 교류전류의 전력을 조정함으로써 배터리 측으로 전달되는 충전전력을 조정하는 충전전력 조정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무 접점 충전기.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 자기장 발생부는 양단에 고주파 교류전류가 인가되는 코일임을 특징으로 하는 무 접점 충전기.
  15. 제13항에 있어서, 상기 충전전력 조정부는,
    안테나를 통해 상기 모니터링 결과를 수신하는 무선수신부; 및
    상기 무선수신부로부터 모니터링 결과를 전달받아 상기 고주파 전력 구동부를 제어하여 상기 자기장 발생부에 인가되는 고주파 교류전류의 전력을 조정하는 마이크로프로세서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무 접점 충전기.
  16. 제15항에 있어서,
    상용 교류 전류를 입력받아 직류로 변환한 후 상기 고주파 전력 구동부로 정전압 전류를 공급하는 정전압 공급부;를 더 포함하고,
    상기 고주파 전력 구동부는, 상기 마이크로프로세서로부터 펄스구동신호를 입력받아 펄스신호를 출력하는 펄스신호 발생부; 및
    상기 펄스신호를 입력받아 상기 정전압 공급부로부터 입력되는 정전압 직류를 고속으로 스위칭하여 펄스 형태의 고주파 교류전류를 생성하는 전력 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무 접점 충전기.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 충전전력 조정부는 펄스 전류의 폭, 펄스 전류의 주파수, 펄스의 진폭 또는 펄스의 수를 변조하여 충전전력을 조정하는 것을 특징으로 하는 무 접점 충전기.
  18. 제16항에 있어서, 상기 정전압 공급부는,
    상용 교류전류를 입력받아 과전압 전류를 차단하는 과전압차단 필터부;
    상기 필터부를 통과한 교류전류를 정류하여 직류전류로 변환하는 정류부; 및
    상기 변환된 직류전류를 입력받아 정전압 전류를 출력하는 정전압 공급부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무 접점 충전기.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 고주파 전력 구동부는 자기장 발생부에 고주파 교류전류를 단속적으로 인가하고,
    상기 충전전력 조정부는 상기 자기장 발생부에 고주파 교류전류가 인가되지 않는 동안 상기 모니터링 결과를 전달받는 것을 특징으로 하는 무 접점 충전기.
  20. 제13항 내지 제19항에 있어서,
    상기 모니터링 결과는, 정전압/정전류 공급부의 양단 전압 차, 양단 전압 값, 양단 전압이 과전압 상태임을 나타내는 코드 또는 충전전력 조정요구 신호인 것을 특징으로 하는 무 접점 충전기.
  21. 무 접점 충전 배터리와 무 접점 충전기를 포함하는 배터리 충전세트에 있어서,
    상기 배터리는, 외부의 무 접점 충전기에서 단속적으로 발생되는 자기장에 의해 고주파 교류전류가 단속적으로 유도되는 고주파 교류전류 유도부; 상기 유도된 고주파 교류전류를 입력받아 직류전류로 변환하는 정류부; 상기 정류부로부터 직류전류를 입력받아 정전압-정전류 모드로 배터리 셀에 충전전력을 공급하는 정전압/정전류 공급부; 및 상기 정전압/정전류 공급부의 양단 전압을 모니터링 하여 모니터링 결과를 고주파 교류전류의 유도가 이루어지지 않는 동안 무선 통신을 통해 외부의 무 접점 충전기로 전달하는 과전압 모니터링부;를 포함하고,
    상기 충전기는, 교류전류를 입력받아 외부 공간에 자기장을 형성하는 자기장 발생부; 상기 자기장 발생부에 고주파 교류전류를 단속적으로 인가하는 고주파 전력 구동부; 및 상기 자기장 발생부에 고주파 교류전류가 인가되지 않는 동안, 무선 통신을 통해 상기 모니터링 결과를 전달받아 상기 고주파 전력 구동부를 제어하여 상기 자기장 발생부에 인가되는 고주파 교류전류의 전력을 조정함으로써 배터리 측으로 전달되는 충전전력을 조정하는 충전전력 조정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 충전 세트.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 모니터링 결과는, 정전압/정전류 공급부의 양단 전압 차, 양단 전압 값, 양단 전압이 과전압 상태임을 나타내는 코드 또는 충전전력 조정요구 신호인 것을 특징으로 하는 배터리 충전 세트.
  23. 무 접점 충전기를 이용하여 전자기적 유도현상에 의해 무 접점 충전 배터리의 충전을 제어하는 방법에 있어서,
    (a) 상기 충전기에 구비된 1차측 코일에 고주파 교류전류를 단속적으로 인가하여 외부에 자기장을 단속적으로 발생시키는 단계;
    (b) 상기 발생된 자기장의 자속을 상기 배터리에 구비된 2차측 코일에 쇄교시켜 전자기적으로 유도된 고주파 교류전류를 단속적으로 출력시키는 단계;
    (c) 상기 출력된 고주파 교류전류를 정류하여 직류전류로 변환하는 단계;
    (d) 상기 직류전류를 정전압-정전류 소자를 통해 배터리 셀에 인가하여 베터리 셀을 정전압-정전류 모드로 충전하는 단계;
    (e) 상기 정전압-정전류 소자의 양단 전압을 모니터링 하여 상기 2차측 코일에서 고주파 교류전류가 유도되지 않는 동안 모니터링 결과를 무선 통신을 통해 상기 충전기 측으로 전달하는 단계; 및
    (f) 상기 전달된 모니터링 결과에 따라 상기 1차측 코일에 인가되는 고주파 교류전류의 전력을 조정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전제어 방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 모니터링 결과는, 정전압/정전류 공급부의 양단 전압 차, 양단 전압 값, 양단 전압이 과전압 상태임을 나타내는 코드 또는 충전전력 조정요구 신호인 것을 특징으로 하는 충전제어 방법.
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