KR20120137123A - 무접점 및 접점 겸용 충전 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

무접점 및 접점 겸용 충전 장치 및 그 제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20120137123A
KR20120137123A KR1020110056460A KR20110056460A KR20120137123A KR 20120137123 A KR20120137123 A KR 20120137123A KR 1020110056460 A KR1020110056460 A KR 1020110056460A KR 20110056460 A KR20110056460 A KR 20110056460A KR 20120137123 A KR20120137123 A KR 20120137123A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
contactless
contact
pin
voltage
charging
Prior art date
Application number
KR1020110056460A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101261338B1 (ko
Inventor
정춘길
국윤상
Original Assignee
유한회사 한림포스텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 유한회사 한림포스텍 filed Critical 유한회사 한림포스텍
Priority to KR1020110056460A priority Critical patent/KR101261338B1/ko
Priority to US13/493,479 priority patent/US9024577B2/en
Priority to CN201210191925.XA priority patent/CN102856947B/zh
Publication of KR20120137123A publication Critical patent/KR20120137123A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101261338B1 publication Critical patent/KR101261338B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0042—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction
    • H02J7/0044—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction specially adapted for holding portable devices containing batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J5/00—Circuit arrangements for transfer of electric power between ac networks and dc networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/005—Mechanical details of housing or structure aiming to accommodate the power transfer means, e.g. mechanical integration of coils, antennas or transducers into emitting or receiving devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/40—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using two or more transmitting or receiving devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/80—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the exchange of data, concerning supply or distribution of electric power, between transmitting devices and receiving devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/00032—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by data exchange
    • H02J7/00034—Charger exchanging data with an electronic device, i.e. telephone, whose internal battery is under charge
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H02J7/0048—Detection of remaining charge capacity or state of charge [SOC]
    • H02J7/0049—Detection of fully charged condition
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/40—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using two or more transmitting or receiving devices
    • H02J50/402—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using two or more transmitting or receiving devices the two or more transmitting or the two or more receiving devices being integrated in the same unit, e.g. power mats with several coils or antennas with several sub-antennas

Abstract

본 발명은, 접점 전력 수신 장치 및 무접점 전력 전송 장치와 접속 가능하고, 충전 출력 전압 핀, 그라운드 핀, 및 무접점 충전 연결 핀을 포함하는 충전 접속 단자; 및 상기 무접점 전력 전송 장치가 상기 무접점 충전 연결핀에 접속되면서 상기 충전 접속 단자에 접속되면, 상기 충전 출력 전압핀에 무접점 전압을 가하도록 제어하는 전압 제어부를 포함하는, 무접점 및 접점 겸용 충전 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

Description

무접점 및 접점 겸용 충전 장치 및 그 제어 방법{CHARGER NON-CONTACT AND CONTACT CHARGER AND CONTROLLING METHOD THEREOF}
본 발명은, 무접점 충전 방식의 무접점 전력 전송 장치와, 접점 충전 방식의 접점 전력 수신장치에 겸용으로 이용될 수 있는, 무접점 및 접점 겸용 충전 장치에 관한 것이다.
일반적으로 배터리팩(Battery pack)은 외부의 충전기로부터 전력(전기에너지)을 공급받아 충전한 상태에서 휴대용 단말기(핸드폰, PDA 등)의 작동을 위한 전원을 공급하기 위한 것으로, 전기에너지를 충전하는 배터리셀과 상기 배터리셀의 충전 및 방전(휴대용 단말기로 전기에너지를 공급)을 위한 회로 등이 구성되어 있다.
이러한 휴대용 단말기에 사용되는 배터리팩에 전기에너지를 충전시키기 위한 충전기와 배터리팩의 전기적 연결방식에는. 상용전원을 공급받아 배터리팩에 대응하는 전압 및 전류로 변환하여 해당 배터리팩의 단자를 통해 배터리팩으로 전기에너지를 공급하는 단자공급방식이 있다.
그러나, 이러한 단자공급방식으로 전원을 공급하면, 충전기와 배터리팩을 접촉하거나 분리할 경우, 양측의 단자(배터리팩의 단자 및 충전기의 단자)들이 서로 다른 전위차를 가지고 있어, 순간방전현상을 초래하는 문제점이 있었다.
특히, 이러한 순간방전현상 등으로 인하여 양측의 단자들에 이물질이 쌓이게 되면 화재 등이 발생할 우려가 있었다.
또한, 습기 등으로 인하여 배터리팩에 충전된 전기에너지가 배터리팩의 단자를 통해 외부로 자연방전되는 등의 문제점이 있음은 물론, 이로 인하여 배터리팩의 수명 및 성능의 저하를 초래하는 단점이 있었다.
최근에는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 무선전력전송방식을 이용한 무접점 방식의 충전시스템과 제어방법들이 제시되고 있다.
본 발명은, 무접점 충전 방식의 무접점 전력 수신 장치와, 접점 충전 방식의 무선 전력 수신장치에 겸용으로 이용될 수 있는, 무접점 및 접점 겸용 충전 장치를 제공하기 위한 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일실시예인, 무접점 및 접점 겸용 충전 장치는, 접점 전력 수신 장치 및 무접점 전력 전송 장치와 접속 가능하고, 충전 출력 전압 핀, 그라운드 핀, 및 무접점 충전 연결 핀을 포함하는 충전 접속 단자; 및 상기 무접점 전력 수신 장치가 상기 무접점 충전 연결핀에 접속되면서 상기 충전 접속 단자에 접속되면, 상기 충전 출력 전압핀에 무접점 전압을 가하도록 제어하는 전압 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예의 일태양에 따르면, 상기 전압 제어부는, 상기 접점 전력 수신 장치가 상기 무접점 충전 연결핀에 접속되지 않으면서 상기 충전 접속 단자에 접속되면, 상기 충전 출력 전압핀에 접점 전압을 가하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 일실시예의 일태양에 따르면, 상기 무접점 및 접점 겸용 충전 장치는, 상기 접점 전압 또는 상기 무접점 전압이 인가되는지 여부를 표시하는 인디케이터를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예의 일태양에 따르면, 상기 전압 제어부는, 상기 무접점 충전 연결핀의 접속여부에 기초하여 상기 접전 전압 및 상기 무접점 전압 중 하나를 상기 충전 출력 전압 핀에 인가하는 포텐셜 미터; 및 상기 무접점 전력 수신 장치가 상기 무접점 충전 연결핀에 접속하면 상기 포텐셜 미터를 동작시키는 LDO를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예의 일태양에 따르면, 상기 충전 상태 정보는, 만충전 정보, 감압 정보, 승압 정보를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예의 일태양에 따르면, 상기 충전 접속 단자는, 상기 무접점 전력 수신 장치로부터의 충전 상태 정보를 수신하기 위한 데이터 핀을 더 포함하고, 상기 전압 제어부는, 상기 데이터핀을 통해 수신되는 충전 상태 정보에 기초하여 상기 무접점 전압을 변경할 수 있다.
본 발명의 일실시예의 일태양에 따르면, 상기 충전 접속 단자는 5 핀 입출력 단자, 18 핀 입출력 단자, 20 핀 입출력 단자, USB 단자 중 하나일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예인, 무접점 및 접점 겸용 충전장치에서의 제어 방법은, 충전 출력 전압 핀, 그라운드 핀, 및 무접점 충전 연결 핀을 포함하는 충전 접속 단자에 전력 수신 장치가 접속하는 단계; 상기 무접점 충전 연결핀의 접속 여부에 기초하여 상기 전력 수신 장치가, 무접점 전력 전송 장치인지 접점 전력 수신 장치인지를 확인하는 단계; 상기 전력 수신 장치가 무접점 전력 전송 장치이면, 상기 충전 출력 전압핀에 무접점 전압을 가하고, 상기 전력 수신 장치가 접점 전력 수신 장치이면 접점 전압을 상기 충전 전압핀에 가하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예의 일태양에 의하면, 상기 제어 방법은, 인디케이터를 통해 상기 접점 전압 또는 상기 무접점 전압이 인가되는지를 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예의 일태양에 의하면, 상기 충전 접속 단자는, 상기 무접점 전력 수신 장치로부터의 충전 상태 정보를 수신하기 위한 데이터 핀을 더 포함하고, 상기 무접점 전력 수신 장치의 충전 상태 정보를 상기 데이터 핀을 통해 수신하는 단계; 및 상기 충전 상태 정보에 따라 상기 무접전 전압을 변경하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 충전 상태 정보는, 만충전 정보, 감압 정보, 승압 정보 중 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예의 일태양에 의하면, 상기 충전 접속 단자는 5 핀 입출력 단자, 18 핀 입출력 단자, 20 핀 입출력 단자, USB 단자 중 하나일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예의 일태양에 의하면, 상기 전력 수신 장치가 무접점 전력 전송 장치이면, 상기 충전 출력 전압핀에 무접점 전압을 가하고, 상기 전력 수신 장치가 접점 전력 수신 장치이면 접점 전압을 상기 충전 전압핀에 가하는 단계는, 포텐셜 미터를 통해 상기 충전 출력 전압핀에 가해지는 전압을 변경하는 단 계를 포함할 수 있다.
상술한 구성을 가진 본 발명의 일실시예에 따르면, 충전 대상인 충전 패드, 배터리 팩이나 이동 통신 단말기가 접점 방식을 적용하던지, 무접점 충전 방식을 적용하던지 간에 모두 충전을 할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예인 무접점 및 접점 겸용 충전 장치의 사용 양태를 설명하기 위한 개념도.
도 2는 본 발명의 일실시예와 관련된 무선 충전 시스템의 블록 구성도.
도 3a는 본 발명의 일실시예인 무접점 및 접점 겸용 충전 장치의 블록 구성도 이고, 도 3b는 상기 무접점 및 접점 겸용 충전 장치에 적용된 충전 전속 단자의 세부 구성 및 그 접속 양태를 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예인 무접점 및 접점 겸용 충전 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 순서도.
이하, 본 발명과 관련된 무접점 및 접점 겸용 충전 장치 및 그 제어 방법에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일실시예인 무접점 및 접점 겸용 충전 장치의 사용 양태를 설명하기 위한 개념도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예와 관련된 무선 충전 시스템(1000)은, 무접점 충전 패드(무접점 전력 전송 장치)(100)와, 접점 충전 방식이 적용되는 접점 전력 수신 장치(이동 통신 단말기 또는 배터리팩)(200)과, 무접점 및 접점 겸용 충전장치(300)를 포함할 수 있다.
무접점 전력 전송 장치(100)는 전자기 유도 방식 또는 근거리 무선 전력 전송 방식을 통해 무선 전력 수신 장치(400)에 무선 전력 신호를 전송하여 상기 무선 전력 수신 장치(400)가 동작하거나, 무선 전력 수신 장치(400)에 내장되어 있는 배터리 셀 모듈(430 :도 2 참조)을 충전시킬 수 있게 된다.
접점 전력 수신 장치로서의 이동 통신 단말기(200)는 접점 충전 방식으로 충전 또는 동작되는 기기로서, 본 발명의 일실시예에서는, 상기 무접점 및 접점 겸용 충전 장치(300)로부터 유선으로 전원을 수신하게 된다.
무접점 및 접점 겸용 충전 장치(300)는, 충전 접속 단자(310), 전원 입력 단자(320), 인디케이터(330) 및 전압 제어부(340 : 도 3a 참조)를 포함하여 구성될 수 있다. 무접점 및 접점 겸용 충전 장치(300)는 충전 접속 단자(310)에 접속되는 외부 장치가 무접점 전력 전송 장치(100)인지, 접점 전력 수신장치(200)인지를 확인하고, 이에 맞게 출력 전압을 제어한다. 무접점 및 접점 겸용 충전 장치(300)는 도 3을 통해 보다 상세하게 설명하도록 한다.
상술한 구성을 가진 본 발명의 일실시예에 따르면, 충전 대상인 충전 패드, 배터리 팩이나 이동 통신 단말기가 접점 방식을 적용하던지, 무접점 충전 방식을 적용하던지 간에 모두 충전을 할 수 있게 된다.
이하에서는, 본 발명의 일실시예와 관련된 무선 충전 시스템에 대하여 도 2를 참조하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예와 관련된 무선 충전 시스템의 블록 구성도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예인 무선 충전 시스템은, 무접점 전력 전송 장치(100)와 접점 전력 수신 장치(400), 및 무접점 및 접점 겸용 충전 장치(300)를 포함한다. 무접점 및 접점 겸용 충전 장치(300)에 무접점 전력 전송 장치(100)가 접속하게 되면, 무접점 및 접점 겸용 충전 장치(300)는 무접점 전압을 상기 무접점 전력 전송 장치(100)에 인가하고, 이 무접점 전압을 이용하여 전자기 유도 방식에 의해, 무접점 전력 전송 장치(100)가 무선 전력 신호를 무선 전력 수신 장치(400)로 전송하면, 이 전력 신호를 수신한 무선 전력 수신 장치(400)는 상기 무선 전력 신호의 전력으로 배터리를 충전하거나, 무선 전력 수신 장치(400)와 연결된 전자기기에 전원을 공급하게 된다.
이하에서는, 무접점 전력 전송 장치(100)와 무선 전력 수신 장치(400)의 구성에 대하여 각각 설명하도록 한다.
본 발명의 일시시예인 무접점 전력 전송 장치(100)는, 1차측 코어(110), 전송 제어부(120)를 포함한다. 여기서 1차측 코어(110)(1차측 코일)은 전력 신호를 전자기 유도 방식으로 전력 수신 장치(400)의 2차측 코어(410)에 전송하기 위한 장치로서, 본 실시예에서는 2개의 코일(즉, 제 1 서브 코일(111) 및 제 2 서브 코일(112))이 적용될 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 상기 1차측 코어(110)을 제어하는 전송 제어부(120)는, 객체 감지부(121), 중앙제어부(122), 스위칭제어부(123), 구동드라이버(124) 및 직렬공진형컨버터(125) 포함할 수 있다.
상기 객체 감지부(121)는 상기 1차측 코일인 1차측 코어(110)의 부하변화를 감지하고, 해당 부하변화가 무선 전력 수신 장치(400)에 의한 것인지를 판단할 뿐만 아니라(즉 아이디 확인부로서의 기능을 가짐), 무선 전력 수신 장치(400)로부터 전송된 충전 상태 신호를 필터링하여 처리하는 기능을 수행한다. 즉, 1차측 코어(110)을 통해 전송되는 아이디 호출 신호의 응답신호인 아이디 신호가 수신되면, 이를 필터링하여 처리하고, 충전 중, 배터리 셀이나 충전 전압에 관한 정보를 포함하는 충전 상태 신호가 수신되면. 이를 필터링하여 처리하는 기능을 한다.
상기 중앙 제어부(122)는 상기 객체 감지부(121)의 판단결과를 전송받아 확인하고, 1차측 코어(110)에서 수신되는 아이디 신호를 분석하여, 상기 1차측 코어(110)를 통해 무선 전력 신호를 송출하기 위한 전력 신호를 상기 구동 드라이버(124)로 전송하는 역할을 한다. 또한, 후술하는 1차측 코어로부터 충전 상태신호가 수신되면, 이에 기초하여 구동 드라이버(124)를 제어하여 무선 전력 신호를 변경하는 기능을 한다.
상기 스위칭제어부(123)는 직렬 공진형 컨버터(125)와 제 1 서브 코일(111) 및 제 2 서브 코일(112)의 사이에 스위치의 스위칭동작을 제어하는 것이다. 본 발명에서는, 2개의 서브 코일이 이용되고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 하나의 코일이 적용되는 경우도 포함한다. 하나의 코일이 적용되는 경우, 상기 스위칭 제어부(123)가 불필요하게 된다.
상기 구동 드라이버(124)는 중앙 제어부(122)의 제어를 통해 직렬 공진형 컨버터(125)의 동작을 제어하는 것이다.
상기 직렬 공진형 컨버터(125)는 구동 드라이버(124)의 제어에 의해 송출하고자 하는 전력신호를 발생하기 위한 송출전원을 생성하여 상기 1차측 코어(110)로 공급하는 것이다. 다시 말해, 중앙 제어부(122)가 요구되는 전력값을 갖는 전력 신호의 송출을 위한 전력 제어 신호를 구동 드라이버(124)로 전송하면, 상기 구동 드라이버(124)는 전송된 전력제어신호에 대응하여 직렬 공진형 컨버터(125)의 동작을 제어하고, 상기 직렬 공진형 컨버터(125)는 구동 드라이버(124)의 제어에 의하여 요구되는 전력값에 대응하는 송출전원을 1차측 코어(110)에 인가함으로써, 요구되는 세기의 무선 전력 신호가 송출되도록 하는 것이다.
또한, 상기 직렬 공진형 컨버터(125)는 구동 드라이버(124)의 제어에 의해 제 1 서브 코일(111) 및 제 2 서브 코일(112)을 통해 각각 제 1 객체 감지 신호와 제 2 객체 감지 신호를 발생하기 위한 전원을 공급하는 역할을 한다.
그리고, 전력신호를 수신하여 전력을 공급받는 무선 전력 수신 장치(400)는, 상기 송출된 전력 신호에 의해 유도전력을 생성하는 2차측 코어(410), 유도된 전력을 정류하는 정류부(420), 정류된 전력으로 충전되는 배터리셀 모듈(430), 그리고, 상기 2차측 코어(410), 정류부(420) 및 상기 배터리셀 모듈(430)을 제어하는 수신 제어부(440)를 포함한다.
2차측 코어(410)는 무접점 전력 전송 장치(100)의 1차측 코어로부터 전송되는 무선 전력 신호를 수신하기 위한 구성요소이다.
정류부(420)는 상기 2차측 코어(410)로부터 수신되는 무선 전력을 직류 전압으로 정류하며, 충전 개시 전까지는 충전전압으로 충전 상태를 유지하게 된다.
배터리셀 모듈(430)은 수신 제어부(440)의 제어를 받아 상기 정류부(420)로부터의 직류 전원을 통해 충전이 되는 충전 대상이 된다. 배터리 셀 모듈 (430) 대신에 PMP, MP3, 핸드폰등의 전자기기가 될 수도 있다. 한편, 상기 배터리셀모듈(430)에는 과전압 및 과전류방지회로, 온도감지회로 등의 보호회로가 포함되어 구성되며, 또한, 배터리셀의 충전상태 등의 정보를 수집 및 처리하는 충전관리모듈이 포함된다.
수신 제어부(440)는 정류부(420)에서 충전된 전원의 전류를 제어하여 배터리셀모듈(430)로 적절한 전류가 흐르도록 하는 구성요소이다.
무접점 및 접점 겸용 충전 장치(300)는 충전 접속 단자(310)에 접속되는 외부 장치가 무접점 전력 전송 장치(100)인지, 접점 전력 수신장치(200)인지를 확인하고, 이에 맞게 출력 전압을 제어한다. 무접점 및 접점 겸용 충전 장치(300)의 구성 및 동작에 대하여 도 3 및 도 4를 통해 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 3a는 본 발명의 일실시예인 무접점 및 접점 겸용 충전 장치의 블록 구성도 이고, 도 3b는 상기 무접점 및 접점 겸용 충전 장치에 적용된 충전 전속 단자의 세부 구성 및 그 접속 양태를 설명하기 위한 도면이다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예인 무접점 및 접점 겸용 충전 장치(300)는 충전 접속 단자(310), 전원 입력 단자(320), 인디케이터(330), 전압 제어부(340)를 포함할 수 있다.
충전 접속 단자(310)는 무접점 전력 전송 장치(100) 및 접점 전력 수신 장치(200)와 접속 가능하게 하는 구성요소로서, 충전 출력 전압 핀(311), 무접점 충전 연결 핀(312), 데이터 핀(313) 및 그라운드 핀(314)을 포함할 있다. 상기 충전 접속 단자(310)는 5 핀 입출력 단자, 18 핀 입출력 단자, 20 핀 입출력 단자, USB 단자 중 하나일 수 있다. 이 충전 접속 단자(310)의 구성 및 그 연결에 대해서는 도 3b를 통해 보다 상세하게 설명하도록 한다.
전원 입력 단자(320)는 110V/220V 교류 상용 전원이 접속하기 위한 구성요소이다. 이렇게 전원 입력 단자(320)를 통해 입력된 교류전원은, 상기 무접점 및 접점 겸용 충전 장치(300)의 정류부(도시되지 않음) 및 전압 제어부(340)를 거쳐 적절한 전압으로 변경되어 무접점 전력 전송 장치(100) 또는 접점 전력 수신 장치(200)로 인가되게 된다.
인디케이터(330)는 전압 제어부(340)의 제어를 받아, 현재 무접점 및 접점 겸용 충전 장치(300)의 충전 상태를 표시하기 위한 구성요소로서, LED와 같은 발광소자로 이루어질 수 있다. 본 발명의 일실시예에 의하면, 인디케이터(300)는 무접점 인디케이터와 접점 인디케이터를 포함하여 구성될 수 있다. 무접점 인디케이터는 상기 무접점 및 접점 겸용 충전 장치(300)의 충전 접속 단자(310)에 무접점 전력 전송 장치(100)가 접속되게 되면 켜지는 구성요소이며, 접점 인디케이터는, 상기 무접점 및 접점 겸용 충전 장치(300)의 충전 접속 단자(310)에 접점 전력 수신 장치(200)가 접속되게 되면 켜지는 구성요소이다.
전압 제어부(340)는 상술한 바와 같이, 무접점 전력 전송 장치(100)가 상기 충전 접속 단자(310)에 접속되는지, 아니면 접점 전력 수신 장치(200)가 접속되는지를 판단하고, 이에 따라 출력 전압을 제어하는 기능을 한다. 보다 구체적으로 설명하면, 상기 무접점 전력 전송 장치(100)가 상기 충전 접속 단자(310)에 접속되면, 상기 무접점 충전 연결핀(312)에 상기 무접점 전력 전송 장치(100)의 대응하는 핀이 접속하게 된다. 전압 제어부(340)는 이를 감지하여, 상기 충전 출력 전압핀(311)에 무접점 전압을 가하도록 제어한다. 상기 접점 전력 수신 장치(200)가 상기 충전 접속 단자(310)에 접속되면, 상기 무접점 충전 연결핀(312)에 접속되지 않기 때문에, 전압 제어부(340)는, 상기 충전 출력 전압핀(311)에 접점 전압을 가하도록 제어할 수 있다.
여기서, 전압 제어부(340)는 LDO(low drop out)(341)와 포텐셜 미터(342)를 포함하여 구성될 수 있다.
포턴셜 미터(342)는 상기 무접점 충전 연결핀(312)의 접속여부에 기초하여 상기 접점 전압 및 상기 무접점 전압 중 하나를 상기 충전 출력 전압 핀(311)에 인가하는 기능을 하며, LDO(341)는 상기 접점 전력 수신 장치(200) 또는 무접점 전력 전송 장치(100)가 상기 무접점 충전 연결핀(312)에 접속하면 상기 포텐셜 미터(342)를 동작시키기 위한 전원을 공급하는 역할을 한다.
이하에서는 도 3b를 참조하여, 충전 접속 단자에 대하여 설명하도록 한다.
충전 접속단자(310)는, 도 3b에 도시된 바와 같이, 충전 출력 전압핀(311)과, 무접점 충전 연결핀(312:NC핀이라고도 함), 데이터 핀(313) 및 그라운드 핀(314)을 포함한다. 그런데, 무접점 전력 전송 장치(100)의 접속 단자(150)에는 충전 전압 수신핀(151), NC 핀(152), 데이터 핀(153), 및 그라운드 핀(154)이 형성된다. 이에 반대로, 접점 전력 수신 장치(200)의 접속 단자(250)에는, NC 핀(312)에 대응되는 핀이 없이, 충전 전압 수신핀(251), 데이터 핀(253), 및 그라운드 핀(254)을 가진 접속 단자가 형성되어 있다.
따라서, 충전 접속 단자(310)가 무접점 전력 전송 장치(100)에 결합되는 경우, NC 핀(312)이 접속되는 반면에, 접점 전력 수신장치(200)와 연결되는 경우, NC 핀(312)이 오픈된다. 이러한 점을 전압 제어부(340)가 감지하여, 무접점 전압을 가할 것인지 접점 전압을 가할 것인지를 정하게 된다.
이하에서는 상술한 구성을 가진 무접점 및 접점 겸용 충전 장치에서의 전압인가 제어 방법에 대하여 도 4를 통해 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 일실시예인 무접점 및 접점 겸용 충전 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도시된 바와 같이, 우선, 충전 접속 단자(310)에 외부 장치가 접속된다. 이 충전 접속 단자(310)는, 상술한 바와 같이, 충전 출력 전압 핀(311), 무접점 충전 연결 핀(312), 데이터 핀(313) 및 그라운드 핀(314)을 포함한다(S1). 이 때, 충전 접속 단자(310) 중 무접점 충전 연결핀(312)의 접속여부에 기초하여 외부장치인 전력 수신 장치가 무접점 전력 전송 장치(100)인지를 감지한다(S3). 상기 전력 수신 장치가 무접점 전력 전송 장치(100)이면, 상기 충전 출력 전압핀(311)에 무접점 전압을 가하고, 상기 전력 수신 장치가 접점 전력 수신 장치(200)이면 접점 전압을 상기 충전 전압핀(311)에 가한다(S7, S9). 보다 구체적으로 설명하면, 포텐셜 미터(342)를 통해 상기 충전 출력 전압핀(311)에 가해지는 전압을 변경하게 된다.
이 때, 무접점 및 접점 겸용 충전 장치(300)의 인디케이터(330)를 통해 상기 접점 전압 또는 상기 무접점 전압이 인가되는지를 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이에 대해서는 도 1 내지 도 3을 통해 상세하게 설명하였으므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
한편, 전력 전송이 개시되면, 무접점 및 접점 겸용 충전 장치는, 데이터 핀을 통해 충전 상태 정보를 수신하고, 이 상기 충전 상태 정보에 따라 상기 무접전 전압을 변경하는 단계를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 충전 상태 정보는, 만충전 정보, 감압 정보, 승압 정보를 포함할 수 있다. 이렇게 충전 상태 정보를 수신 한 무접점 및 접점 겸용 충전 장치는, 상기 충전 상태 정보에 기초하여 출력되는 전압을 조절하게 된다. 이에 따라, 전력 전송 효율이 우수하게 된다.
상술한 구성을 가진 본 발명의 일실시예에 따르면, 충전 대상인 충전 패드, 배터리 팩이나 이동 통신 단말기가 접점 방식을 적용하던지, 무접점 충전 방식을 적용하던지 간에 모두 충전을 할 수 있게 된다.
상기와 같이 설명된 무접점 및 접점 겸용 충전 장치 및 그 제어 방법은, 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
100 : 무접점 전력 전송 장치
111 : 제 1 서브 코일
112 : 제 2 서브 코일
120 : 전송 제어부
121 : 객체 감지부
122 : 중앙 제어부
123 : 스위칭 제어부
124 : 구동 드라이버
125 : 직렬 공진형 컨버터
200 : 접점 전력 수신 장치
300 : 무접점 및 접점 겸용 충전 장치
310 : 충전 접속 단자
311 : 충전 출력 전압핀
312 : 무접점 충전 연결핀
313 : 데이터 핀
314 : 그라운드핀
320 : 전원 입력 단자
330 : 인디케이터
340 : 전압 제어부
400 : 무선 전력 수신 장치
410 : 2차측 코어
420 : 정류부
430 : 배터리셀 모듈
440 : 수신 제어부

Claims (13)

  1. 접점 전력 수신 장치 및 무접점 전력 전송 장치와 접속 가능하고, 충전 출력 전압 핀, 그라운드 핀, 및 무접점 충전 연결 핀을 포함하는 충전 접속 단자; 및
    상기 무접점 전력 전송 장치가 상기 무접점 충전 연결핀에 접속되면서 상기 충전 접속 단자에 접속되면, 상기 충전 출력 전압핀에 무접점 전압을 가하도록 제어하는 전압 제어부를 포함하는, 무접점 및 접점 겸용 충전 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전압 제어부는,
    상기 접점 전력 수신 장치가 상기 무접점 충전 연결핀에 접속되지 않으면서 상기 충전 접속 단자에 접속되면, 상기 충전 출력 전압핀에 접점 전압을 가하도록 제어하는, 무접점 및 접점 겸용 충전 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 접점 전압 또는 상기 무접점 전압이 인가되는지 여부를 표시하는 인디케이터를 더 포함하는, 무접점 및 접점 겸용 충전 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 전압 제어부는,
    상기 무접점 충전 연결핀의 접속여부에 기초하여 상기 접점 전압 및 상기 무접점 전압 중 하나를 상기 충전 출력 전압 핀에 인가하는 포텐셜 미터; 및
    상기 무접점 전력 전송 장치가 상기 무접점 충전 연결핀에 접속하면 상기 포텐셜 미터를 동작시키는 LDO를 포함하는, 무접점 및 접점 겸용 충전 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 충전 접속 단자는, 상기 무접점 전력 전송 장치로부터의 충전 상태 정보를 수신하기 위한 데이터 핀을 더 포함하고,
    상기 전압 제어부는,
    상기 데이터핀을 통해 수신되는 충전 상태 정보에 기초하여 상기 무접점 전압을 변경하는, 무접점 및 접점 겸용 충전 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 충전 상태 정보는, 만충전 정보, 감압 정보, 승압 정보를 포함하는, 무접점 및 접점 겸용 충전 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 충전 접속 단자는 5 핀 입출력 단자, 18 핀 입출력 단자, 20 핀 입출력 단자, USB 단자 중 하나인, 무접점 및 접점 겸용 충전 장치.
  8. 충전 출력 전압 핀, 그라운드 핀, 및 무접점 충전 연결 핀을 포함하는 충전 접속 단자에 전력 수신 장치가 접속하는 단계;
    상기 무접점 충전 연결핀의 접속 여부에 기초하여 상기 전력 수신 장치가, 무접점 전력 전송 장치인지 접점 전력 수신 장치인지를 확인하는 단계; 및
    상기 전력 수신 장치가 무접점 전력 전송 장치이면, 상기 충전 출력 전압핀에 무접점 전압을 가하고, 상기 전력 수신 장치가 접점 전력 수신 장치이면 접점 전압을 상기 충전 전압핀에 가하는 단계를 포함하는, 무접점 및 접점 겸용 충전장치에서의 제어 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    인디케이터를 통해 상기 접점 전압 또는 상기 무접점 전압이 인가되는지를 표시하는 단계를 더 포함하는, 무접점 및 접점 겸용 충전장치에서의 제어 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 충전 접속 단자는, 상기 무접점 전력 수신 장치로부터의 충전 상태 정보를 수신하기 위한 데이터 핀을 더 포함하고,
    상기 무접점 전력 수신 장치의 충전 상태 정보를 상기 데이터 핀을 통해 수신하는 단계; 및
    상기 충전 상태 정보에 따라 상기 무접점접점을 변경하는 단계를 더 포함하는, 무접점 및 접점 겸용 충전 장치에서의 제어 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 충전 상태 정보는, 만충전 정보, 감압 정보, 승압 정보를 포함하는, 무접점 및 접점 겸용 충전 장치에서의 제어 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 충전 접속 단자는 5 핀 입출력 단자, 18 핀 입출력 단자, 20 핀 입출력 단자, USB 단자 중 하나인, 무접점 및 접점 겸용 충전 장치에서의 제어 방법.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 전력 수신 장치가 무접점 전력 전송 장치이면, 상기 충전 출력 전압핀에 무접점 전압을 가하고, 상기 전력 수신 장치가 접점 전력 수신 장치이면 접점 전압을 상기 충전 전압핀에 가하는 단계는,
    포텐셜 미터를 통해 상기 충전 출력 전압핀에 가해지는 전압을 변경하는 단계를 포함하는, 무접점 및 접점 겸용 충전 장치에서의 제어 방법.
KR1020110056460A 2011-06-10 2011-06-10 무접점 및 접점 겸용 충전 장치 및 그 제어 방법 KR101261338B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110056460A KR101261338B1 (ko) 2011-06-10 2011-06-10 무접점 및 접점 겸용 충전 장치 및 그 제어 방법
US13/493,479 US9024577B2 (en) 2011-06-10 2012-06-11 Non-contact and contact power charging device and controlling method thereof
CN201210191925.XA CN102856947B (zh) 2011-06-10 2012-06-11 无接点和接点兼用充电装置及其控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110056460A KR101261338B1 (ko) 2011-06-10 2011-06-10 무접점 및 접점 겸용 충전 장치 및 그 제어 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120137123A true KR20120137123A (ko) 2012-12-20
KR101261338B1 KR101261338B1 (ko) 2013-05-06

Family

ID=47292621

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110056460A KR101261338B1 (ko) 2011-06-10 2011-06-10 무접점 및 접점 겸용 충전 장치 및 그 제어 방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9024577B2 (ko)
KR (1) KR101261338B1 (ko)
CN (1) CN102856947B (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9368998B2 (en) 2012-10-26 2016-06-14 Google Inc. Charging mechanism with ground contact and non-contact coupling
KR101635084B1 (ko) * 2016-03-31 2016-06-30 주식회사 핀크래프트엔지니어링 전압 및 전류 제어를 통한 멀티 충전이 가능한 충전 장치
CN110391680A (zh) * 2018-04-23 2019-10-29 深圳市星磁科技有限公司 充电装置及充电控制方法
CN114397954A (zh) * 2021-12-15 2022-04-26 阿里巴巴（中国）有限公司 游戏主机及游戏系统

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200415537Y1 (ko) 2006-01-31 2006-05-03 엘에스전선 주식회사 유선 충전부를 구비하는 무접점 충전장치
KR100836634B1 (ko) * 2006-10-24 2008-06-10 주식회사 한림포스텍 무선 데이타 통신과 전력 전송이 가능한 무접점 충전장치,충전용 배터리팩 및 무접점 충전장치를 이용한 휴대용단말기
KR100903462B1 (ko) 2007-04-20 2009-06-18 엘에스전선 주식회사 멀티형 충전 아답터 및 이를 구비한 무 접점 배터리 충전세트
JP2009027781A (ja) * 2007-07-17 2009-02-05 Seiko Epson Corp 受電制御装置、受電装置、無接点電力伝送システム、充電制御装置、バッテリ装置および電子機器
KR20090032695A (ko) * 2007-09-28 2009-04-01 삼성전자주식회사 적응형 배터리 거치대와 이를 포함하는 배터리 충전 시스템및 이를 이용한 배터리 충전 방법
KR101026220B1 (ko) * 2008-05-09 2011-03-31 정춘길 무접점겸용충전장치 및 그의 제어방법
CN102421628B (zh) * 2009-05-14 2014-04-23 丰田自动车株式会社 车辆用充电装置
CN101707384A (zh) * 2009-11-25 2010-05-12 中兴通讯股份有限公司 一种兼容有线充电和无线充电的系统及方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20120313578A1 (en) 2012-12-13
US9024577B2 (en) 2015-05-05
CN102856947A (zh) 2013-01-02
CN102856947B (zh) 2015-09-30
KR101261338B1 (ko) 2013-05-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101246693B1 (ko) 무선 전력 수신 장치 및 그 전력 제어 방법
US10224761B2 (en) Method for controlling power in a wireless power transmission apparatus and a wireless power transmission apparatus
CN107979186B (zh) 非接触电能馈送系统和方法以及终端装置
KR102004541B1 (ko) 공진형 무선 전력 전송 시스템에서의 무선 전력 전송 제어 방법, 이를 이용하는 무선 전력 전송 장치, 및 이를 이용하는 무선 전력 수신 장치
KR100928439B1 (ko) 평면나선형 코어구조의 파워트랜스피씨비코어가 구비된 무접점전력충전스테이션
KR20070015264A (ko) 충전전력 공급장치, 충전 장치, 배터리 장치, 무접점 충전 시스템 및 무접점 충전 방법
US20200251932A1 (en) Low-heat wireless power receiving device and method
KR102023068B1 (ko) 무선 전력 전송 장치 및 무선 전력 전송 장치에서의 무선 전력 신호 전송 제어 방법
US9660479B2 (en) Device and method for wirelessly transmitting power
KR20150056222A (ko) 동시 멀티 충전이 가능한 무선 전력 전송 장치
KR101261338B1 (ko) 무접점 및 접점 겸용 충전 장치 및 그 제어 방법
KR101742553B1 (ko) 무선 전력 전송 장치에서의 전력 전송 제어 방법 및 전력 전송 장치
KR101213089B1 (ko) 무선 전력 수신 장치에서의 전력 수신 제어 방법 및 이를 적용한 무선 전력 수신 장치
KR100971714B1 (ko) 평면나선형 코어구조의 파워트랜스피씨비코어가 복층형으로구비된 멀티무접점충전스테이션
KR20230104554A (ko) 저발열 무선 전력 수신 장치
KR101046659B1 (ko) 휴대기기의 배터리 무선 충전 장치
KR101254258B1 (ko) 무선 전력 전송 장치의 무선 전력 전송 제어 방법 및 이를 이용하는 무선 전력 전송 장치
KR100976154B1 (ko) 입력전원에 따른 충전전류 제어기능을 갖는 무접점 충전 시스템
KR20150062785A (ko) 저발열 무선 전력 수신 장치
KR20100088117A (ko) 무접점충전시스템
KR101213087B1 (ko) 무선 전력 수신 장치에서의 전력 수신 제어 방법 및 이를 적용한 무선 전력 수신 장치
KR100915842B1 (ko) 평면나선형 코어구조의 피티피에스 코어가 구비된 무접점전력충전스테이션 및 그의 제어방법
KR20100112033A (ko) 무접점 충전 정위치 표시방법 및 그 장치
KR20190121722A (ko) 저발열 무선 전력 수신 장치 및 방법
KR20090132179A (ko) 무접점충전시스템

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190401

Year of fee payment: 7