KR20080096919A - 소형전자기기의 무방향성 충전용기 및 무선전력충전세트 - Google Patents

소형전자기기의 무방향성 충전용기 및 무선전력충전세트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 소정의 수신코일과 정류회로를 내장한 이동통신단말기 또는 충전을 필요로 하는 PMP, 캠코드, 전동칫솔 등 소형전자기기에 무접점, 무선으로 배터리를 충전시키거나 전력을 얻을 수 있도록 자속을 발생하는 무방향성 충전용기 및 이와 연동하는 이동통신단말기 및 소형전자기기에 관한 것이다.
본 발명은 상용전원으로부터 60㎐의 AC 교류 전압을 정류하여 직류 전원으로 변환하여 스위칭회로 및 변압기로 이루어진 DC-AC 변환회로를 경유하여 수십KHz～수십MHz의 교류전기신호로 변환한 후 소정의 형태로 이루어진 무방향성 충전용기 일측에 내장된 송신 코일로 보내지며, 상기 무방향성 충전용기는 이동통신단말기 또는 충전이 필요한 소형전자기기를 담아서 충전할 수 있는 크기와 형태로 설계 제작되며, 충전용기의 벽 내부에는 송신코일에서 발생한 시변자기장을 중계하는 중계코일 및 중계커패시터이 설치되고, 충전용기의 바닥에 다양한 형상의 자성체를 더 부가하여 고정 설치되며, 충전용기 내부에 수신코일을 내장한 이동통신단말기 및 충전이 필요한 소형전자기기의 담아둠으로서 충전이 이루어지도록 구성되어 있다.
본 발명은 무방향성 충전용기를 설계 제작하고, 소정의 수신코일과 정류회로를 내장한 이동통신단말기 및 충전이 필요한 소형전자기기를 극성이나 충전용기의 바닥위치에 무관하게 동시에 여러 기기를 충전할 수 있고 무선전력공급원으로 사용할 수 있는 작용효과가 있다.
충전용기, 중계코일, 중계커패시터, 수신코일, 정류회로

Description

소형전자기기의 무방향성 충전용기 및 무선전력충전세트{Non-Directional Charging Device and Wireless Charging Set of Small Electronic Device}
도1 : 본 발명에 따른 이동통신단말기 및 소형전자기기의 무방향성 무선 충전용기의 하나의 실시 예
도2 : 본 발명에 따른 무선 충전용기 및 이동통신단말기의 구성부품
도3 : 본 발명에 따른 이동통신단말기 및 소형전자기기의 무방향성 무선충전용기의 하나의 실시 예
<도면부호에 대한 설명>
11; 플러그 12; 어댑터
13; 충전용기 14; 이동통신단말기
21; 송신코일 22; 자성체코어(송신코일 측)
23; 충전용배터리 24; 수신코일
25; 중계커패시터 26; 중계코일
27; 자성체코어(수신코일 측) 28; 자성체코어(충전용기 바닥)
본 발명은 수신코일과 정류회로를 내장한 이동통신단말기 또는 충전을 필요로 하는 소형전자기기를 무선으로 자동으로 충전시키거나 실시간 필요한 전력을 공급하기 위하여 상용전원으로부터 60㎐의 AC 교류 전기신호를 정류하여 직류전원으로 변환하여 스위칭회로 및 변압기로 이루어진 DC-AC 변환회로를 경유하여 수십KHz～수십MHz의 교류전기신호로 변환한 후, 변환된 교류전기신호를 충전용기 일측에 설치된 송신코일로 전송하고, 상기 송신코일에서 발생한 시변 자기장을 중계하는 중계코일 및 중계커패시터가 충전용기에 고정 설치되며, 충전용기에 담겨지는 이동통신단말기 및/또는 소형전자기기에는 수신코일 및 정류회로가 내장되고, 이들 이동통신단말기 및 소형전자기기를 충전용기에 담아둘 경우에 배터리 충전 및 필요한 전력을 얻을 수 있도록 자속을 발생하는 무방향성 충전용기 및 이와 연동하는 무선전력충전세트에 관한 것이다.
종래 무선충전패드는 송신패드와 수신 코일부가 원형 혹은 사각형 코일 구조로 트랜스 방식으로 손실을 줄여 고효율 전력전달을 위해 자속의 쇄교 방향을 고려하여 설계 제작되어 충전을 위한 전자기기를 일정한 방향을 두고 위치시켜야 충전이 이루어지므로 사용자들이 이용하는데 불편하고 번거로운 문제점이 있다.
또한 종래 패드형 충전인 경우에는 패드 위에 자속 쇄교의 방향성을 고려하여 충전용 전자기기를 패드위에 정확하게 위치시켜야 하므로 차량 또는 흔들리는 장소에서는 충전을 이룰 수 없는 문제점이 있다.
또 다른 종래기술은 충전 패드의 바닥에 내장되는 스파이럴 혹은 솔레노이드 형상의 일반적 송신코일구조는 이동통신단말기 또는 충전이 필요한 전자기기 내부 에 존재하는 수신코일에 충분한 유도기전력을 유발시키지 못하며, 넓은 송신코일 구조에 작은 수신코일로 구성되어 전력 전송효율이 낮아서 필요한 전력을 얻기 어려운 문제점이 있고, 또한 수신코일의 권선 수의 증가는 패러데이 법칙에 의해 유도 수신전압의 상승은 가능하나, 저항성분의 증가로 전류를 감소시켜 효율적인 전력의 전송을 이룰 수 없어 충전용 배터리로의 효율적인 전원의 공급이 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 인식하고 이를 해결하기 위하여 창안된 것으로, 상용전원으로부터 60㎐의 AC 교류전기신호를 정류하여 직류전원으로 변환하여 스위칭 회로 및 변압기로 이루어진 DC-AC 변환회로를 경유하여 수십KHz～수십MHz의 교류전기신호로 변환한 후, 변환된 교류전기신호로 시변 자기장을 발생시키기 위하여 자성체코어에 일정의 권선수로 감겨진 송신코일로 보내지며 송신코일은 무방향성 충전용기 일측 또는 벽을 따라서 감아서 내장되며, 상기 무방향성 충전용기는 이동통신단말기 또는 충전이 필요한 소형전자기기를 담아서 충전할 수 있는 크기와 형태로 설계 제작되며, 상기 충전용기 바닥에는 다양한 형상의 자성체를 설치하거나 또는 자성체 없이 제작되고, 상기 송신코일에서 발생한 시변자기장을 충전용기 내부에 골고루 발생하도록 중계하는 중계코일 및 중계커패시터가 충전용기의 벽 내부에 고정 설치되며, 충전 대상인 이동통신단말기 및 충전이 필요한 소형전자기기의 일측에는 충전용기에 발생하는 시변자기장으로부터 유도기전력을 얻기 위한 수신코일 및 정류회로를 구비함으로써 소형전자기기의 무방향성 무선 충전용기 및 이들을 일체로 구성한 무선전력충전세트를 구현하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 충전용기의 벽 내부에 돌아가면서 내장시켜 시변자기장을 용기내부에 골고루 발생하도록 중계하는 중계코일과 중계코일과 연결되어 상기 시변자기장 주파수에 의한 공진점와 인접하면서 부하의 임피던스와 매칭이 이루어지도록 중계커패시터가 연결되어 최대한 많은 전력이 부하에 전송되도록 구성되며, 이동통신단말기 및 소형전자기기를 충전용기에 담아둘 경우에 이들 내부에 내장된 수신코일이 상기 중계코일의 내부에 위치하므로 충전용기의 바닥위치에 무관하게 거의 동일한 유도기전력이 유도되도록 구성된 무방향성 충전용기를 이루는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 무방향성 충전용기를 자성체코어에 송신코일을 감아서 구성하여 충전용기의 일측에 고정하고, 송신코일과는 물리적으로 분리되어 사각형 코일, 원형 및 타원형 형태 등의 중계코일을 용기의 벽 내부를 따라서 위치시키고, 상기 무선으로 송신된 시변 자기장을 증폭 중계하기 위한 상기 시변 자기장의 주파수와 부하인 이동통신단말기 또는 소형전자기기의 부하 임피던스 매칭을 고려하여 상기 중계코일 및 중계커패시터로 공진점을 조절하여 설계 제작함으로써 부하에 전송되는 전기에너지의 전송효율을 극대화하는데 있다.
본 발명은 소정의 수신코일과 정류회로를 내장한 이동통신단말기 또는 충전을 필요로 하는 PMP, 캠코드, 전동칫솔 등 소형전자기기를 무선으로 자동으로 충 전시키거나 실시간 필요한 전력을 공급하기 위하여 상용전원으로부터 60㎐의 AC 교류전기신호를 정류하여 직류전원으로 변환하여 스위칭회로 및 변압기로 이루어진 DC-AC 변환회로를 경유하여 수십KHz～수십MHz의 교류 전기신호로 변환한 후, 변환된 교류 전기신호를 충전용기 일측에 설치된 송신코일로 전송하고, 충전용기의 주위에는 상기 송신코일에서 발생한 시변자기장(시변자속)을 중계하는 중계코일 및 중계커패시터가 고정 설치되며, 충전용기에 담겨지는 이동통신단말기 및 소형전자기기에는 수신코일 및 정류회로가 내장되고, 이들 이동통신단말기 및 소형전자기기를 충전용기에 담아둘 경우에 배터리 충전 및 필요한 전력을 얻을 수 있도록 자속을 발생하는 무방향성 충전용기 및 충전용기와 수신부를 일체로 구성한 무선전력충전세트에 관한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예의 구성과 작용을 설명하며, 도면에 도시되고 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나 이상의 실시 예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 상기한 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.
본 발명을 용이하게 이해하도록 하는 도면에 대하여 살펴본다. 도1 은 본 발명에 따른 이동통신단말기 및 소형전자기기의 무방향성 무선 충전용기의 하나의 실시 예를 도시한 것이며, 도2는 본 발명에 따른 무선 충전용기 및 이동통신단말기의 구성부품의 하나의 실시 예를 도시한 것이다. 도3은 본 발명에 따른 이동통신단말기 및 소형전자기기의 무방향성 무선 충전용기의 또 다른 하나의 실시 예를 도시한 것이다.
본 발명은 상용전원으로부터 60㎐의 AC 교류전기신호를 정류하여 직류전원으로 변환하여 스위칭 회로 및 변압기로 이루어진 DC-AC 변환회로를 경유하여 수십KHz～수십MHz의 교류전기신호로 변환하여 교류시변 자기장을 발생시키기 위한 송신코일에 입력되는 신호를 발생하는 어댑터로 구성되어 있다.
상기 어댑터에서 교류시변 자기장을 발생시키기 위하여 발생된 교류전기신호는 유선으로 전송되어 무방향성 충전용기 일측에 내장된 자성체코어에 감겨진 송신코일 또는 충전용기의 벽을 따라서 감아서 형성한 송신코일로 보내져 교류시변 자기장을 발생하도록 구성되어 있다.
상기 교류시변 자기장을 발생하는 자성체코어에 감긴 송신코일이 내장된 무방향성 충전용기는 이동통신단말기 또는 충전이 필요한 소형전자기기를 용기에 담아서 충전할 수 있는 크기와 형태로 전자기파를 차단하지 않는 합성 수지계열의 재질로 설계 제작되며, 충전용기의 내부 벽에는 상기 송신코일에서 발생한 시변자기장을 충전용기 내부에 골고루 발생하도록 중계하는 중계코일 및 중계커패시터가가 고정 설치되고, 충전용기의 바닥에는 페라이트 등의 자성체코어 또는 판형 자성체를 고정 설치하거나 또는 자성체코어 없이 설계 제작되어 있다.
상기 충전용기의 내부에 담겨지는 충전 대상인 이동통신단말기 및/또는 충전이 필요한 소형전자기기의 일측에는 시변자기장(시변자속)으로부터 유도기전력을 얻기 위한 수신코일과 수신코일에서 유기된 교류전기신호를 정류하는 정류회로를 구비하고, 정류된 전기에너지를 이용하여 이동통신단말기 또는 소형전자기기에 내장된 충전용 배터리를 충전하거나 전력을 공급할 수 있는 구성을 구비하고 있다. 본 발명에 따른 구체적인 실시 예를 살펴본다.
[실시 예]
본 발명에 따른 구체적인 실시 예를 도면에 기초하여 살펴본다. 도1은 본 발명에 따른 이동통신단말기(14) 및 소형기기의 무방향성 무선 충전용기(13)의 하나의 실시 예를 도시한 것이다. 도1에서 플러그로부터 입력되는 상용전원(100V내지 220V)을 이용하여 60㎐의 AC 교류전기신호를 정류하여 직류전원으로 변환한 후, 스위칭 회로 및 변압기로 이루어진 DC-AC 변환회로를 경유하여 일정 크기의 전압을 가지면서 수십KHz～수십MHz의 교류 주파수를 발생하는 교류시변 자기장을 발생시키기 위한 어댑터(12)로 구성되어 있다. 상기 상용전원은 차량, USB의 DC전원 또는 상용의 배터리로부터 전원을 공급받아서 스위칭회로 및 변압기로 이루어진 DC-AC 변환회로를 경유하여 일정 크기의 전압을 가지면서 수십KHz～수십MHz의 교류 주파수를 발생하는 교류시변 자속을 발생시키기 위한 교류전기신호를 발생하는 어댑터(12)를 구성할 수도 있다.
상기 어댑터(12)의 위치는 플러그(11)와 일체형으로 형성하거나 인접하여 위치시키거나 충전용기(13)의 중간부분 또는 충전용기(13)와 인접하여 위치시켜 설계 제작할 수 있다.
상기 어댑터(12)에서 발생된 교류시변 자기장을 발생하기 위한 교류전기신호는 유선으로 전송되어 송신코일(21)로 전송되며, 송신코일(21)은 자성체코어(22)에 소정의 권선수로 코일을 감아서 설계 제작하거나 중계코일과 인접하여 용기의 벽을 따라서 감아서 설계 제작된다. 상기 자성체 코어(22)에 코일을 감거나 충전용기를 따라서 소정의 권선수로 감아서 제작한 송신코일(21)은 무방향성 충전용기(13) 일측 또는 벽에 내장되어 교류시변 자기장을 발생하도록 구성되어 있다.
도2는 본 발명에 따른 충전용기(13) 및 이동통신단말기(14)의 구성부품의 하나의 실시 예를 도시한 것이다. 상기 교류시변 자기장을 발생하는 자성체코어(22)에 감긴 송신코일(21)이 내장된 무방향성 충전용기(13)는 이동통신단말기(14) 또는 충전이 필요한 소형전자기기의 충전용기(13) 내부에 담아서 충전할 수 있는 크기와 형태로 자기장을 차단하지 않는 합성수지계열의 재질로 설계 제작되며, 충전용기(13)의 내부 벽에는 상기 자성체코어(22)에 감긴 송신코일(21)에서 발생한 시변 자기장을 충전용기(13) 내부에 골고루 발생하도록 중계하는 중계코일(26) 및 중계커패시터(25)가 고정 설치되어 있다.
도2에서 코어에 감긴 송신코일(21), 중계코일(26) 및 중계커패시터(25)는 무방향성 충전용기(13)를 제작할 때 시변자기장을 차단하지 않는 합성수지계열의 재질로 제작하거나 몰딩하여 구성하거나 성형 제작되어 외부로 나타나지 않도록 구성되어 통상의 일반적인 용기와 동일한 형태로 제작하거나 미적으로 우수한 다양한 형태로 구성할 수 있다.
예를 들면, 다수의 램프를 부착시켜 제작된 나무, 선전 문구 및 그림 등을 구성한 후, 본 발명에 따라 설계 제작된 수신코일, 커패시터 및 정류회로로 이루어진 전력 수신부를 하단부에 위치시켜 충전용기(13)에 담아서 상기 상단부에 다수의 램프를 밝혀서 장식품을 구성하거나 다양한 용도로 사용할 수도 있다. 또한 전동칫솔 및 소형전자기기를 충전할 경우에 각각의 충전기를 사용함에 따른 다수의 플러 그를 사용하여야 하는 등의 불편함을 없애면서 가족 또는 사용자들이 다수 개의 전동칫솔을 하나의 충전용기에 넣어서 동시에 충전할 수 있는 작용효과가 있다.
상기 충전용기(13)의 내부에 담겨지는 충전 대상인 이동통신단말기(14) 및 충전이 필요한 소형전자기기의 하단부 또는 일측에는 시변자기장으로부터 유도기전력을 얻기 위한 수신코일(24)과 수신코일(24)에서 유기된 교류전기신호를 정류하는 정류회로를 구비하고, 정류된 전기에너지를 이용하여 이동통신단말기(14) 또는 소형전자기기에 내장된 충전 배터리(23)를 충전하거나 직접 전원을 공급할 수 있는 구성으로 이루어져 있다.
상기 수신부는 수신코일(24)에서 발생된 유도기전력을 부하 단에 최대한 효율적으로 전송하기 위하여 부하의 임피던스와 매칭되도록 구성하면서 상기 시변자기장의 주파수에 의하여 공진점을 형성하도록 수신코일(24) 및 수신코일(24)과 병렬로 연결되는 커패시터의 값으로 설계 제작되어 있다.
본 발명은 충전용기(13)의 벽을 따라서 돌아가면서 감겨서 시변자기장이 충전용기(13) 내부에 골고루 발생하도록 중계하는 중계코일(26) 및 중계코일과 연결된 중계커패시터(25)를 구비하며, 상기 중계코일(26) 및 중계코일과 연결된 중계커패시터(25)는 송신코일(21)에서 발생하는 시변 교류신호의 주파수의 공진점과 인접하면서 부하의 임피던스와 매칭이 이루어지도록 설계 제작하여 최대한 많은 시변자기장이 증폭 중계되어 부하로 전송되도록 구성함으로써 본 발명에 따라 제작된 수신코일(24), 커패시터 및 정류회로가 내장된 이동통신단말기(14) 및 소형전자기기를 상기 중계코일(26) 내부인 충전용기(13) 내부에 위치하여 일정한 자속으로 바닥 위치에 관계없이 거의 동일한 유도기전력이 유도되도록 구성되어 있다.
상기 무방향성 충전용기(13)는 송신코일(21)을 자성체코어(22)에 감아서 구성하여 충전용기(13)의 일측에 고정 설치하고, 송신코일(21)과는 물리적으로 분리되어 충전용기의 바닥에 페라이트 등의 자성체코어(28) 또는 판형자성체(28)를 더 부가하여 설치하거나 또는 자성체 없이 커다란 사각형의 중계코일, 원형의 중계코일 및 타원형 형태의 중계코일 등으로 다양하게 설계 제작하여 충전용기(13)의 벽 내부를 따라서 위치시키고, 상기 중계코일(26)과 중계커패시터(25)를 연결한 후 시변자기장을 차단하지 않은 함성수지계열의 재질 등으로 박스, 원통형, 꽃병 및 컵 등 다양한 형상으로 성형 제작하거나 몰딩시켜 제작하거나 다양한 재질과 방법으로 설계 제작할 수 있다.
상기 수신코일(24)은 통상의 유도코일로 구성할 수 있으나, 자성체 코어(27)에 소정의 권선수로 유도코일을 감아서 설계 제작하거나 하나의 자성체 코어(27)에 수신코일을 소정의 권선수로 유도코일을 감고 동일한 자성체코어(27) 상에서 상기 수신코일(24) 하부 또는 상부에 소정의 권선수로 유도코일을 감고 유도코일에 커패시터를 연결하여 시변 자기장을 증폭하도록 구성할 수 있다.
상기 수신코일(24)에서 유기된 교류의 유도기전력의 손실을 최소화하면서 부하에 최대한 효율적으로 전기에너지를 전송하기 위하여 커패시터를 수신코일(24)과 병렬로 연결하여 상기 송신코일(21)에서 발생된 시변 교류전기신호의 주파수에 의하여 발생하는 공진점과 인접하면서 부하 임피던스와 매칭이 이루어지도록 설계 제작하여 최대한 많은 전기에너지를 부하로 전송되도록 구성되어 있다.
상기 수신코일(24)에서 유기된 교류 유도기전력은 이동통신단말기(14)의 충전전압 및 기타 충전이 필요한 소형전자기기에 알맞는 직류전원으로 변환하기 위하여 하나이상의 다이오드로 구성된 정류회로를 구비하며, 부하에 필요한 전원이 교류전원일 경우에는 상기 정류회로를 거치지 않고 직접 전기에너지를 공급할 수 있도록 구성할 수 있다.
본 발명에 따라 설계 제작된 충전용기는 안전성을 확보하기 위하여 교류시변 자속을 발생시키기 위한 송신코일로 일정 크기의 전압을 가지면서 수십KHz～수십MHz의 교류 전기신호를 송신할 때 충전용기 내부에 수신코일이 내장된 이동통신단말기 및/또는 소형전자기기가 있는지를 감지할 수 있도록 상기 교류시변 자속을 발생하기 위한 교류전기신호와는 같은 혹은 다른 주파수 성분을 가진 교류전기신호를 수신코일의 반발자계를 감지하는 반발자계감지신호로 상기 교류시변 자속을 발생하기 위한 교류전기신호와 동시에 송신하여 발생한 반발자계의 변화가 송신코일을 통해서 역으로 흘러들어가 어댑터에 위치한 전력공급부의 전력에 변화에 영향을 주게 되므로, 이를 감지하여 수신코일이 있다고 판단될 때 계속해서 충전용기로 전력을 송신하고, 반발자계가 감지되지 않으면 충전용기로 공급되는 전원을 중단시키는 스위치를 내장한 전자회로를 어댑터 일측에 설치할 수 있다.
본 발명에 따라 설계 제작된 충전용기를 이용하여 수행한 구체적인 실험 결과 중에 하나는 충전용기의 바닥에 판형 자성체(28)를 설치하고 중계코일(26) 및 중계커패시터(25)를 설치하지 않은 상태에서 송신코일을 충전용기의 벽면에 감고 송신코일과 병렬로 커패시터 설치하여 커패시터를 조절하여 최대 송수신전력을 이 루게 하도록 구성한 후, 송신전력을 24W(24V, 1A)로 전송할 경우에 수신전력이 333mW(3.7V, 90mA)로 효율이 아주 낮음을 알 수 있었고, 다른 하나는 충전용기에 앞서 설명한 구성으로 중계코일(26) 및 중계커패시터(25)를 설치한 경우에 송신전력을 4.8W(24V,0.2A)로 전송할 경우에 수신전력이 2.6W(3.7V, 700mA)로 수신효율이 아주 우수한 결과를 얻을수 있었다.
본 발명은 어댑터(12), 자성체코어(22) 및 송신코일(21), 중계코일(26) 및 중계커패시터(25)를 내장한 무방향성 충전용기(13)와 상기 무방향성 충전용기(13)와 연동하는 수신코일(24) 및 정류회로를 내장한 무선전력충전세트 역시 본 발명의 보호범위에 속한다.
본 발명은 소정의 수신코일(24)과 정류회로를 내장한 이동통신단말기(13) 또는 충전을 필요로 하는 소형전자기기를 무선으로 자동으로 충전시키거나 필요한 전기에너지를 공급하기 위하여 상용전원으로부터 60㎐의 AC 교류전기신호를 정류하여 직류전원으로 변환한 후, 변환된 직류전원을 스위칭회로 및 변압기로 이루어진 DC-AC 변환회로를 경유하여 수십KHz～수십MHz의 교류 전기신호로 변환한 후, 변환된 교류 전기신호를 충전용기(13) 일측에 설치된 송신코일(21)로 전송하고, 충전용기(13)의 주위에는 상기 송신코일(21)에서 발생한 시변 자기장을 중계하는 중계코일(26) 및 중계커패시터(25)가 고정 설치되며, 충전용기(13)에 담겨지는 이동통신단말기(14) 및 소형전자기기에는 수신코일(24) 및 정류회로가 내장되고, 이들 이동통신단말기(14) 및 소형전자기기를 충전용기(13)에 담을 경우에 충전용배터리(23) 및 필요한 전력을 얻을 수 있도록 시변자기장을 발생하는 무방향성 충전용기(13) 및 이와 연동하는 무선전력 수신부를 내장한 이동통신단말기(14) 및 소형전자기기를 제공함으로써 우수한 효율을 가지면서 소형경량이고, 생산단가를 최소하면서 성형 제작할 수 있으며, 편리하게 사용할 수 있어 산업상 이용가능성이 매우 높다.
본 발명은 충전용기 일측에 설치된 송신코일을 통해서 충전용기의 벽 내부에는 상기 송신코일에서 발생한 시변 자속을 중계하는 중계코일 및 중계커패시터가 고정 설치되며, 충전용기에 담겨지는 이동통신단말기 및 소형전자기기에는 수신코일 및 정류회로가 내장되고, 이들 이동통신단말기 및 소형전자기기를 충전용기에 담아둘 경우에 배터리 충전 및 필요한 전력을 얻을 수 있도록 자속을 발생하는 무방향성 충전용기 및 이와 연동하는 무선전력 수신부를 내장한 이동통신단말기 및 소형전자기기를 제공함으로써 우수한 효율을 가지면서 소형경량이고, 생산단가를 최소하면서 성형 제작할 수 있으며, 무방향성으로 사용자들이 편리하게 사용할 수 있는 작용효과가 있다.
본 발명의 또 다른 효과는 충전용기의 바닥에 다양한 자성체를 더 부가하여 설치하거나 혹은 자성체 없이 충전용기의 벽 내부에 돌아가면서 내장시켜 시변자기장을 용기 내부에 골고루 발생하도록 중계하는 중계코일과 중계코일과 연결되어 상기 시변자기장 주파수에 의한 공진점와 인접하면서 부하의 임피던스와 매칭이 이루어지도록 중계커패시터가 연결되어 최대한 많은 전력이 부하에 전송되도록 구성하고, 이동통신단말기 및 소형전자기기의 충전용기에 담을 경우에 이들 내부에 내장된 수신코일이 상기 중계코일의 내부에 위치하여 충전용기의 바닥위치에 무관하게 거의 동일한 유도기전력이 유도되도록 구성된 무방향성 충전용기를 이루는데 있다.
본 발명의 또 다른 효과는 무방향성 충전용기를 자성체코어에 송신코일을 감아서 구성하여 충전용기의 일측에 고정하고, 송신코일과는 물리적으로 분리되어 사각형, 원형 및 타원형 형태 등의 중계코일을 용기의 벽 내부를 따라서 위치시키고, 상기 무선으로 송신된 시변 자기장을 증폭 중계하기 위한 상기 시변 자기장의 주파수와 부하인 이동통신단말기 또는 소형전자기기의 부하 임피던스 매칭을 고려하여 상기 중계코일 및 중계커패시터로 공진점의 조절하여 설계 제작함으로써 부하에 전송되는 전기에너지의 전송효율을 극대화시켜 구성함으로 우수한 전력전송효율을 가지도록 하는데 있다.

Claims (13)

  1. 시변자기장을 발생하는 충전용기에 있어서,
    스위칭회로 및 변압기로 설계 제작된 교류 교류전기신호를 발생하는 어댑터;
    상기 어댑터와 유선으로 연결되며, 충전용기의 일측 또는 벽을 따라 감아서 일정 권선수로 고정 설치되어 어댑터에서 발생한 교류전기신호를 전송받아서 시변자기장을 발생하는 송신부;
    상기 송신부와는 물리적으로 격리되고, 벽 내부에 돌아가면서 고정 설치되어 상기 송신코일에서 발생한 시변 자기장을 증폭 중계하는 중계코일 및 중계커패시터; 및
    상기 시변자기장을 송신하거나 증폭 중계하는 송신부와, 중계코일 및 중계커패시터는 자기장을 차단하지 않은 합성수지 계열의 재질로 충전을 위한 전자기기를 담을 수 있는 형태의 용기로 제작된 시변자기장을 발생하는 충전용기.
  2. 청구항1에 있어서,
    상기 송신부는 시변자기장을 효율적으로 발생하기 위하여 자성체 코어에 일정 권선수로 솔레노이드형 혹은 스파이럴형 송신코일을 감아서 제작된 시변자기장을 발생하는 충전용기.
  3. 청구항1에 있어서,
    상기 시변자기장의 중계코일 및 중계커패시터는 충전용기의 벽 내부에 고정 설치되어 시변 자기장을 용기 내부에 골고루 발생하도록 증폭 중계하는 중계코일과, 상기 중계코일과 연결되어 공진점을 조절하여 부하 임피던스 매칭이 이루어지도록 설계되어 최대한 많은 전력이 부하에 전송되도록 설계 제작된 중계커패시터로 구성된 시변자기장을 발생하는 충전용기.
  4. 청구항1내지 청구항3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 송신코일, 중계코일 및 중계커패시터를 충전용기의 일측 또는 돌아가면서 내장시켜 설계 제작하되, 사각형, 원통형 및 꽃병 형상 중에서 하나를 선택하여 이루어진 시변자기장을 발생하는 충전용기.
  5. 청구항1 또는 청구항2에 있어서,
    상기 송신코일은 자기장을 발생하기 위한 교류전기신호와 충전용기에 수신코일이 존재하는지 여부를 감지하기 위한 상기 교류전기신호와 동일한 또는 다른 주파수를 가진 반발자계 감지신호를 동시에 송신하도록 구성을 더 구비한 시변자기장을 발생하는 충전용기.
  6. 청구항1내지 청구항3 중 어느 한 항에 있어서,
    충전용기의 바닥에는 자속을 발생하는 자성체를 더 내장시켜 설계 제작된 시변자기장을 발생하는 충전용기.
  7. 시변자기장 발생 및 무선 자기장 수신부를 구비한 무선전력변환세트에 있어서,
    스위칭회로 및 변압기로 설계 제작된 교류전기신호를 발생하는 어댑터;
    상기 어댑터와 유선으로 연결되며, 충전용기의 일측 또는 벽을 따라서 일정 권선수로 감아서 고정 설치되어 어댑터에서 발생한 교류전기신호를 전송받아서 시변자기장을 발생하는 송신부;
    상기 송신부와는 물리적으로 격리되고, 충전용기의 벽 내부에 돌아가면서 일정권선수로 감아서 고정 설치되어 상기 송신코일에서 발생한 시변자기장을 증폭 중계하는 중계코일 및 중계커패시터가 내장된 충전용기; 및
    상기 충전용기에 발생되는 시변자기장을 수신하는 수신부로 이루어진 시변자기장을 이용한 무선전력변환세트.
  8. 청구항7에 있어서,
    상기 송신부는 시변자기장을 효율적으로 발생하기 위하여 자성체 코어에 일정 권선수로 송신코일을 감아서 제작된 시변자기장을 이용한 무선전력변환세트.
  9. 청구항7에 있어서,
    상기 시변자기장의 중계코일 및 중계커패시터는 충전용기의 벽 내부에 고정 설치되어 시변자기장을 용기 내부에 골고루 발생하도록 증폭 중계하는 중계코일과, 상기 중계코일과 연결되어 공진점을 조절하여 부하의 임피던스와 매칭이 이루어지도록 설계되어 최대한 많은 전력이 부하에 전송되도록 중계커패시터로 제작하거나 또는 상기 제작된 중계코일과 중계커패시터를 구비한 상태에서 충전용기 바닥에 자속을 발생하는 자성체를 더 부가하여 제작된 시변자기장을 이용한 무선전력변환세트.
  10. 청구항7에 있어서,
    상기 송신코일, 중계코일 및 중계커패시터를 충전용기의 일측 또는 돌아가면서 일정권선수로 감아서 내장시켜 설계 제작하되, 사각형, 원통형 및 꽃병 형상 중에서 어느 하나를 선택하여 제작된 시변자기장을 이용한 무선전력변환세트.
  11. 청구항7에 있어서,
    상기 충전용기와 연동하여 시변자기장을 수신하는 수신부는 자성체 코어에 솔레노이드형 혹은 스파이럴형의 수신코일을 일정 권선수로 감아서 제작하고, 상기 수신코일과 병렬로 연결된 커패시터와 유기된 교류 기전력을 정류하기 위한 정류회로로 구성된 시변자기장을 이용한 무선전력변환세트.
  12. 청구항11에 있어서,
    상기 충전용기에서 발생하는 시변 자기장으로부터 수신코일에 유기되는 유도기전력을 부하인 이동통신단말기 혹은 소형 전자기기에 내장된 전자회로로 효율적 으로 전송하기 위하여 부하의 임피던스와 매칭을 이루면서 주파수 공진점을 형성하는 커패시터를 상기 수신코일과 병렬로 연결하여 설계 제작된 시변자기장을 이용한 무선전력변환세트.
  13. 청구항11 또는 청구항12에 있어서,
    상기 수신부는 충전용 배터리가 내장되는 이동통신단말기, 소형전자기기 및 시변자기장으로 전원을 공급받을 수 있는 소형전자기기 중에서 하나를 선택하여 내장시킴을 특징으로 하는 시변자기장을 이용한 무선전력변환세트.
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