KR20140117185A - 재충전 모듈을 구비한 무선 충전 장치 및 유무선 복합 충전 시스템 - Google Patents

재충전 모듈을 구비한 무선 충전 장치 및 유무선 복합 충전 시스템 Download PDF

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KR20140117185A
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Abstract

본 발명은 재충전 모듈을 구비한 무선 충전 장치 및 유무선 복합 충전 시스템에 관한 것이다.
또한, 본 발명에 따르면, 보조 저장 장치를 구비하고 있으며, 구비된 보조 저장 장치를 충전하는 재충전 모듈; 및 외부 전원 공급 장치로부터 전원을 공급받아 재충전 모듈에 공급하여 보조 저장 장치가 충전되도록 하고, 무선 수신 모듈이 구비된 휴대용 단말기가 근접하는 경우에 무선 전력 전송을 통하여 휴대용 단말기에 구비된 배터리를 충전하는 무선 충전 모듈을 포함하는 무선 충전 장치 및 유무선 복합 충전 시스템이 제공된다.

Description

재충전 모듈을 구비한 무선 충전 장치 및 유무선 복합 충전 시스템{Wireless charging apparatus having rechargable module, wire and wireless complex charing system}
본 발명은 재충전 모듈을 구비한 무선 충전 장치 및 유무선 복합 충전 시스템에 관한 것이다.
정보통신 분야의 급속한 발전이 진행되면서 언제, 어디서나, 누구와도 통화가 가능한 유비쿼터스 통신 환경이 구축되고 있고 더 많은 정보의 교류가 가능한 시대가 되었다.
이와 같은 경향은 유선의 제한적인 통신 환경에서 무선이라는 시공간의 제약이 없는 환경으로의 발전되고 있다고 할 수 있다.
이러한 통신 환경에서 가장 중요한 다양한 단말기의 에너지 공급에 있어서는 유선을 이용한 충전 방식이 정형화되어 있었지만, 무선 또는 비접촉으로 에너지를 공급시킬 수 있는 제품 및 기술에 대한 규격은 21세기 후반에 본격화되고 있다.
　일상 생활에서 사용하는 휴대폰, 태블릿 PC 및 사무용 기기들은 지정된 공간에 설치되어 유선으로 공급되는 전기에너지를 사용하고 있다.
특히 이동이 제한적이며 멀티태스킹의 필요성이 낮아 에너지 소비율이 낮은 기기들은 유선으로 전력을 공급하는 것에 큰 불편함을 느끼지 못하지만 최근 급속히 보급되고 있는 스마트폰 및 태블릿 PC의 발달에 따른 멀티태스킹과 이동 중 사용하는 빈도를 증가시켜 유선 전력 공급이 휴대기기에 적합한 전력공급원의 한계를 보여 주고 있다.
예를 들어 휴대기기의 신모델 출시에 따른 다양한 반응 중에 배터리 충전용량 및 효율에 대한 관심이 높아지고 있다.
이것은 휴대를 기본으로 한 통신 환경에서 인터넷 검색, 모바일 뱅킹, 쇼셜 네트워크 서비스 등의 기능을 사용하기에 배터리 성능이 항상 아쉽다는 반증이기도 하다.
이를 보안하기 위해 휴대용 보조 배터리 제품도 출시되고 있지만 보조 배터리 휴대의 불편함과 유선을 통한 충전이 필요하다는 점에서 충분한 개선책이라고 할 수 없다.
한편, 스마트폰을 포함한 휴대기기는 각 제품의 디자인을 고려한다면 배터리의 충전용량을 무한정 높일 수는 없으며 배터리 성능도 물리적으로 한정된 크기에서 급속한 발전을 기대하기는 쉽지 않다. 이런 환경에서 휴대기기를 쉽게 아무 곳에서나 충전하기가 어려운 문제도 발생한다.
이러한 유선에 사용되는 전선들이 모두 제거되어 전선의 길이에 따라 위치가 정해지지 않고 전기에너지가 전달되는 영역 내에서 자유롭게 이동하면서 에너지를 사용할 수 있다면 휴대기기와 같은 휴대성이 강조되는 제품에 새로운 혁명적 변화가 있을 것으로 예상할 수 있다.
이러한 필요를 충족시키기 위하여 무선을 이용한 충전 방식이 광범위하게 제한되고 있으나, 제안된 방법들은 무선 충전플레이트 통해 배터리를 충전하고 있을 때, 추가적으로 AC 어뎁터를 사용하지 않으면 복수의 배터리나 배터리가 장착된 휴대기기를 충전하는 것이 불가능하다는 문제점이 있다.
또한 휴대기기의 배터리를 충전하기 어려운 환경을 가정할 때, 여분의 배터리를 충전하는 것이 필요하다.
이에 다양한 방법이 이용되고 있지만, 일반적으로 복수의 배터리를 휴대하는 경우, 기존 유선 또는 무선을 이용한 충전플레이트는 단수의 배터리만을 충전할 수 있는 구조이다.
또한 기존의 무선충전플레이트는 전원공급이 가능한 상황에서 사용이 가능하며 전원공급이 되지 않는 곳에서의 충전동작은 지원하지 않는다.
국내 공개특허공보 2013-0007985호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 재충전 모듈을 구비하여 전원을 공급받을 수 없는 상황에서 휴대용 단말기의 충전이 가능하도록 하는 재충전 모듈을 구비한 무선 충전 장치를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 무선 충전 장치를 지원할 수 있는 유무선 복합 충전 시스템을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 무선 충전 장치는, 보조 저장 장치를 구비하고 있으며, 구비된 보조 저장 장치를 충전하는 재충전 모듈; 및 외부 전원 공급 장치로부터 전원을 공급받아 재충전 모듈에 공급하여 보조 저장 장치가 충전되도록 하고, 무선 수신 모듈이 구비된 휴대용 단말기가 근접하는 경우에 무선 전력 전송을 통하여 휴대용 단말기에 구비된 배터리를 충전하는 무선 충전 모듈을 포함한다.
또한, 본 발명의 무선 충전 장치의 상기 무선 충전 모듈은 외부 전원 공급 장치로부터 전원 공급이 없는 상태에서 무선 수신 모듈이 구비된 휴대용 단말기가 근접하는 경우에 상기 재충전 모듈에 구비된 보조 저장 장치로부터 전력을 공급받아 무선 전력 전송을 통하여 휴대용 단말기에 구비된 배터리를 충전한다.
또한, 본 발명의 무선 충전 장치의 상기 재충전 모듈에 구비된 보조 저장 장치는 보조 배터리이다.
또한, 본 발명의 무선 충전 장치의 상기 재충전 모듈에 구비된 보조 저장 장치는 대용량 커패시터이다.
또한, 본 발명의 무선 충전 장치의 상기 무선 충전 모듈은 외부 전원 공급 장치로부터 전원을 공급받아 재충전 모듈에 공급하여 보조 저장 장치가 충전되도록 하고, 동시에 무선 수신 모듈이 구비된 휴대용 단말기가 근접하는 경우에 무선 전력 전송을 통하여 휴대용 단말기에 구비된 배터리를 충전한다.
또한, 본 발명의 무선 충전 장치의 상기 무선 충전 모듈은 외부 전원 공급 장치로부터 전원을 공급받아 무선 수신 모듈이 구비된 휴대용 단말기가 근접하는 경우에 무선 전력 전송을 통하여 휴대용 단말기에 구비된 배터리를 충전한 후에, 재충전 모듈에 공급하여 보조 저장 장치가 충전되도록 한다.
또한, 본 발명의 무선 충전 장치의 상기 무선 충전 모듈은 외부 전원 공급 장치로부터 출력되는 DC 전압을 DC 입력 전압으로 변환하여 출력하는 DC/DC 컨버터; DC/DC 컨버터의 출력을 공급받아 스위칭 펄스 신호에 의하여 일정한 레벨의 DC 입력 전압을 AC 전압으로 변환함으로써 전력을 생성하는 전력 변환부; 상기 전력 변환부에서 출력되는 전력에 의한 전자기 에너지를 휴대용 단말기의 무선 수신 모듈로 전달하는 송신 공진부; 및 상기 DC/DC 컨버터에서 출력되는 DC 입력 전압을 공급받아 동작하며, 상기 전력 변환부의 스위칭 펄스 신호의 주파수를 제어하는 송신 제어부를 포함하며, 상기 재충전 모듈은 상기 DC/DC 컨버터로부터 DC 전압을 공급받는다.
또한, 본 발명의 무선 충전 장치의 상기 무선 충전 모듈은 상기 무선 수신 모듈로부터 전송된 충전 완료 메시지를 수신하여 상기 송신 제어부로 제공하는 송신 통신부; 충전 상태를 사용자에게 알려주는 경보부; 및 상기 경보부를 제어하는 MCU를 더 포함하며, 상기 송신 제어부는 송신 통신부를 통하여 무선 수신모듈로부터 충전 완료 메시지를 수신하면 MCU를 제어하여 경보부를 통하여 사용자에게 충전 완료 상태를 알려준다.
또한, 본 발명의 무선 충전 장치의 상기 경보부는 충전 완료 상태를 표시하는 표시부 또는 충전 완료 상태를 음성을 출력하는 음성 출력부이다.
한편, 본 발명에 따른 유무선 복합 충전 시스템은 무선 수신 모듈이 구비된 휴대용 단말기가 근접하는 경우에 무선 전력 전송을 통하여 휴대용 단말기에 구비된 배터리를 충전하는 무선 충전 모듈을 포함하는 무선 충전 장치; 및 외부 전원 공급 장치로부터 전원을 공급받아 장착된 배터리를 충전하고, 상기 무선 충전 장치에 전원을 공급하는 유선 충전 장치를 포함한다.
또한, 본 발명의 유무선 복합 충전 시스템의 상기 유선 충전 장치는 판형으로 형성되어 있고, 일측에 상기 무선 충전 장치가 수납될 수 있는 수납홈이 형성되어 있으며, 상기 수납홈의 표면의 일면에 전원 출력 단자가 형성되어 있으며, 상기 무선 충전 장치는 상기 수납홈에 수납되고, 상기 수납홈에 수납될 때에 전원 출력 단자에 대응되는 지점에 전원 입력 단자가 형성되어 상기 전원 출력 단자로부터 전원 입력 단자를 통하여 전원을 공급받는다.
또한, 본 발명의 유무선 복합 충전 시스템의 상기 무선 충전 장치는 보조 저장 장치를 구비하고 있으며, 구비된 보조 저장 장치를 충전하는 재충전 모듈을 구비하고 있으며, 상기 무선 충전 모듈은 유선 충전 장치로부터 전원을 공급받아 재충전 모듈에 공급하여 보조 저장 장치가 충전되도록 하고, 무선 수신 모듈이 구비된 휴대용 단말기가 근접하는 경우에 무선 전력 전송을 통하여 휴대용 단말기에 구비된 배터리를 충전한다.
또한, 본 발명의 유무선 복합 충전 시스템의 상기 무선 충전 모듈은 유선 충전 장치로부터 전원 공급이 없는 상태에서 무선 수신 모듈이 구비된 휴대용 단말기가 근접하는 경우에 상기 재충전 모듈에 구비된 보조 저장 장치로부터 전력을 공급받아 무선 전력 전송을 통하여 휴대용 단말기에 구비된 배터리를 충전한다.
또한, 본 발명의 유무선 복합 충전 시스템의 상기 무선 충전 모듈은 외부 전원 공급 장치로부터 전원을 공급받아 재충전 모듈에 공급하여 보조 저장 장치가 충전되도록 하고, 동시에 무선 수신 모듈이 구비된 휴대용 단말기가 근접하는 경우에 무선 전력 전송을 통하여 휴대용 단말기에 구비된 배터리를 충전한다.
또한, 본 발명의 유무선 복합 충전 시스템의 상기 무선 충전 모듈은 외부 전원 공급 장치로부터 전원을 공급받아 무선 수신 모듈이 구비된 휴대용 단말기가 근접하는 경우에 무선 전력 전송을 통하여 휴대용 단말기에 구비된 배터리를 충전한 후에, 재충전 모듈에 공급하여 보조 저장 장치가 충전되도록 한다.
또한, 본 발명의 유무선 복합 충전 시스템의 상기 무선 충전 모듈은 유선 충전 장치로부터 출력되는 DC 전압을 공급받아 스위칭 펄스 신호에 의하여 일정한 레벨의 DC 전압를 AC 전압으로 변환함으로써 전력을 생성하는 전력 변환부; 상기 전력 변환부에서 출력되는 전력에 의한 전자기 에너지를 휴대용 단말기의 무선 수신 모듈로 전달하는 송신 공진부; 및 상기 전력 변환부의 스위칭 펄스 신호의 주파수를 제어하는 송신 제어부를 포함하며, 상기 재충전 모듈은 상기 유선 충전 장치로부터 출력되는 DC 전압을 공급받는다.
또한, 본 발명의 유무선 복합 충전 시스템의 상기 유선 충전 장치는 충전 상태를 사용자에게 알려주는 표시부를 더 포함하며, 상기 유선 충전 장치에 포함된 제어부는 상기 표시부를 통하여 충전 상태를 사용자에게 알려준다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 재충전 모듈을 장착하여 전원이 공급되지 않아도 휴대하면서 휴대용 단말기의 재충전이 가능하다.
또한, 본 발명에 따르면, 복수의 배터리를 동시에 충전해야 할 경우에 종래의 유선과 무선 충전의 통합된 구조를 통해 복수의 배터리 또는 단수의 배터리와 배터리가 장착된 휴대용 단말기의 동시 충전이 가능하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 재충전 모듈이 구비된 무선 충전 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 무선 충전 모듈과 휴대용 단말기의 무선 수신 모듈을 함께 도시한 상세 블럭구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 유무선 복합 충전 시스템의 사시도이다.
도 4는 도 3의 유선 충전 장치의 사시도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, "제1", "제2", "일면", "타면" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 재충전 모듈이 구비된 무선 충전 장치의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 재충전 모듈이 구비된 무선 충전 장치(100)는 사각 판형으로 형성되어 있으며 내부에 무선 충전 모듈(110)과 재충전 모듈(120)을 구비하고 있으며 측면에 표시부(130)가 설치되어 있다.
상기 무선 충전 모듈(110)은 외부의 전원 공급 장치로부터 직류 전원이 입력되는 경우에 충전에 적합한 직류 전원으로 변환하여 재충전 모듈(120)에 공급한다.
그리고, 무선 충전 모듈(110)은 무선 충전 장치(100)의 주변에 무선 충전이 가능한 휴대용 단말기가 위치하는 경우에 무선으로 해당 휴대용 단말기의 배터리를 충전한다.
이때, 무선 충전 모듈(110)이 무선을 이용하여 충전하는 방식은 다양한 방식이 사용가능하며, 일예로 자기 유도 방식과 자기 유도 공명 방식이 있다.
상기 자기 유도 방식은 무선 충전 장치의 1차 코일의 상부에 배터리가 내장된 휴대용 단말기를 위치시키면 배터리에 구비된 2차 코일에 의해 충전이 된다. 즉 1차 코일에서 발생되는 자기장에 의해 2차 코일에서는 유도 기전력으로 유도되는 전기를 충전한다.
다음으로, 상기 자기 유도 공명 방식은 자기유도형 기술과 유사하나 코일형의 인덕터(L)와 커패시터(C)에 의한 특정 공진 주파수에 에너지가 집중되게 하여 자기에너지 형태로 전력을 송신하는 자기 공진 결합 기술이다.
이와 같은 무선 충전 모듈(110)은 외부 전원 공급 장치로부터 전원을 공급받는 경우에 무선 충전 장치의 주위에 배터리가 내장된 휴대용 단말기가 위치하면 휴대용 단말기에 내장된 배터리와 재충전 모듈(120)에 구비된 보조 저장장치(일예로, 보조 배터리 또는 대용량 커패시터)를 동시에 충전하거나 먼저 휴대용 단말기에 내장된 배터리를 충전한 후에 충전 완료 상태가 확인된 후에 재충전 모듈(120)에 구비된 보조 저장장치를 충전할 수 있다.
다음으로, 재충전 모듈(120)은 상기 무선 충전 모듈(110)로부터 직류 전원을 공급받아 내부에 내장되어 있는 보조 저장장치를 충전한다.
그리고, 재충전 모듈(120)는 무선 충전 모듈(110)로부터 전원 공급 요청이 있는 경우에 보조 저장장치에 저장된 전원을 공급한다.
이처럼 재충전 모듈(120)의 보조 저장 장치가 저장된 전원을 공급하게 되면, 상기 무선 충전 모듈(110)은 외부 전원 공급 장치로부터 전원 공급이 없는 상태에서도 무선 수신 모듈을 구비한 휴대용 단말기가 근접하는 경우에 상기 재충전 모듈(120)에 구비된 보조 저장 장치로부터 전력을 공급받아 무선 전력 전송을 통하여 휴대용 단말기에 구비된 배터리를 충전할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따르면, 재충전 모듈이 구비된 무선 충전 장치는 전원이 공급되지 않아도 휴대하면서 휴대용 단말기의 재충전이 가능하다.
도 2는 도 1의 무선 충전 모듈과 휴대용 단말기의 무선 수신 모듈을 함께 도시한 상세 블럭구성도이다.
도 2를 참조하면, 일 실시 예에 따른 무선 충전 모듈(110)과 휴대용 단말기의 무선 수신 모듈(210)은 무선 전력 전송 시스템을 구성하며, 일예로 자기 유도 공명 방식에 의한 무선 전력 전송 시스템을 구성한다.
상기 무선 충전 모듈(110)은 DC/DC 컨버터(111), 전력 검출부(112), 전력 변환부(113), 송신 공진부(114), 송신 통신부(115), 송신 제어부(116), MCU(117) 및 경보부(118)를 포함한다.
무선 수신 모듈(210)은 수신 공진부(211), 정류부(212), DC/DC 컨버터(213), 충전부(214), 수신 통신부(215) 및 수신 제어부(216)를 포함한다.
상기 DC/DC 컨버터(111)는 전원 공급 장치로부터 출력되는 DC 전압을 전력 변환부(113) 및 송신 제어부(116)의 입력 범위내의 전압으로 변환하여 DC 전압을 생성한다. 이때, 재충전 모듈(120)에 전력을 공급한다.
상기 DC/DC 컨버터(111)는 일정한 레벨의 DC 전압을 출력하거나, 송신 제어부(116)의 제어에 따라 DC 전압의 출력 레벨을 조정할 수 있다.
상기 전력 검출부(112)는 DC/DC 컨버터(111)의 출력 전류 및 전압을 검출하고, 검출된 전류 및 전압에 대한 정보를 송신 제어부(116)로 전달한다. 또한, 전력 검출부(112)는 전력변환부(113)의 입력 전류 및 전압을 검출할 수도 있다.
상기 전력변환부(113)는 수 MHz ~ 수십 MHz 대역의 스위칭 펄스 신호에 의하여 일정한 레벨의 DC 전압를 AC 전압으로 변환함으로써 전력을 생성할 수 있다. 즉, 전력변환부(113)는 공진 주파수를 이용하여 직류 전압을 교류 전압으로 변환함으로써, 무선 수신 모듈(210)에서 사용되는 "충전용 전력"을 생성할 수 있다.
여기에서, "충전용 전력"은 무선 수신 모듈과 연결된 또는 무선 수신 모듈에 포함된 배터리를 충전시키기 위한 에너지를 의미한다.
"충전용 전력"은 소정시간 동안 계속 전송될 수 있으며, "충전용 전력"의 전력 레벨은 1~20Watt일 수 있다.
송신 공진부(114)는 전자기(electromagnetic) 에너지를 수신 공진부(211)로 전달(transferring)한다. 즉, 송신 공진부(114)는 수신 공진부(211)와의 마그네틱 커플링을 통해 "충전용 전력"을 무선 수신 모듈(210)로 전달한다.
또한, 송신 통신부(115)는 수신 통신부(215)로부터 전송된 무선 신호를 검출하여 복조할 수 있으며, 충전 완료 메시지를 수신하여 수신된 충전 완료 메시지를 송신 제어부(116)로 전송한다.
이러한 송신 통신부(115)는 지그비(Zigbee), 블루투스(Bluetooth) 등의 통신 모듈을 포함할 수 있다.
다음으로, 송신 제어부(116)는 스위칭 펄스 신호의 주파수를 제어할 수 있다. 송신 제어부(116)의 제어에 의하여 스위칭 펄스 신호의 주파수가 결정될 수 있다.
또한, 송신 제어부(116)는 송신 통신부(115)를 제어함으로써, 무선 수신 모듈(210)에 전송하기 위한 무선 신호를 생성할 수 있다. 즉, 송신 제어부(116)는 송신 통신부(115)를 통해 상기 무선 수신 모듈(210)에 다양한 메시지를 전송할 수 있다.
그리고, 송신 제어부(116)는 송신 통신부(115)를 통하여 무선 수신 모듈(210)에서 충전 완료 메시지가 수신된 경우에 MCU(117)에게 충전 완료 사실을 통보한다.
그러면, MCU(117)는 경보부(118)를 통해 충전 완료 사실을 사용자에게 알려줄 수 있다.
상기 경보부(118)는 표시부(130) 또는 음성 출력부(미도시)로 구성될 수 있으며, 표시부(130)인경우에 사용자가 시각적으로 인식할 수 있도록 충전 완료 사실을 표시하고, 음성 출력부인 경우에는 음성을 통하여 사용자에게 충전 완료 사실을 인식할 수 있도록 한다.
한편, 무선 수신 모듈(210)의 수신 공진부(211)는 송신 공진부(114)로부터 전자기(electromagnetic) 에너지를 수신한다. 즉, 수신 공진부(211)는 송신 공진부(114)와의 마그네틱 커플링을 통해 무선 송신 모듈(110)로부터 "충전용 전력"을 수신한다.
상기 정류부(212)는 교류 전압을 정류함으로써, DC 전압을 생성한다. 즉,정류부(212)는 수신 공진부(211)에 수신된 교류 전압을 정류한다.
상기 DC/DC 컨버터(213)는 정류부(212)에서 출력되는 DC 전압의 레벨을 충전부(214)의 용량에 맞게 조정한다. 예를들어, DC/DC 컨버터(213)는 정류부(212)에서 출력되는 DC 전압의 레벨을 3~10Volt로 조정할 수 있다.
그리고, 충전부(214)는 배터리를 충전한다. 즉, 충전부(214)는 DC/DC 컨버터(213)으로부터 출력되는 DC 전압을 이용하여 배터리를 충전할 수 있다.
상기 수신 통신부(215)는 무선 통신을 통해 상기 송신 통신부(115)로부터 다양한 메시지를 수신할 수 있으며, 충전이 완료된 경우에 충전 완료 메시지를 전송할 수 있다.
수신 제어부(216)는 충전부(214)를 제어하여 배터리를 충전할 수 있으며, 충전이 완료된 경우에 충전 완료 메시지를 수신 통신부(215)를 통하여 무선 충전 모듈(110)로 전송한다.
이와 같이 구성되는 무선 충전 모듈과 무선 수신 모듈에 있어서 상기 무선 충전 모듈(110)은 외부의 전원 공급 장치로부터 입력되는 직류 전압은 DC/DC 컨버터(111)에 의해 적절한 직류 전원으로 변환하여 재충전 모듈(120)에 공급한다.
그리고, 무선 충전 모듈(110)은 무선 충전 장치(100)의 주변에 무선 충전이 가능한 휴대용 단말기가 위치하는 경우에 무선으로 해당 휴대용 단말기의 배터리를 충전한다.
이와 같은 무선 충전 모듈(110)은 외부 전원 공급 장치로부터 전원을 공급받는 경우에 무선 충전 장치의 주위에 배터리가 내장된 휴대용 단말기가 위치하면 휴대용 단말기에 내장된 배터리와 재충전 모듈(120)에 구비된 보조 배터리를 동시에 충전하거나 먼저 휴대용 단말기에 내장된 배터리를 충전한 후에 무선 수신 모듈(210)로부터 전송된 충전 완료 메시지를 통하여 충전 완료 상태가 확인된 후에 재충전 모듈에 구비된 보조 배터리를 충전할 수 있다.
또한, 이와 같은 무선 충전 모듈(110)은 재충전 모듈(120)의 보조 저장 장치가 저장된 전원을 공급하게 되면, 외부 전원 공급 장치로부터 전원 공급이 없는 상태에서도 무선 수신 모듈을 구비한 휴대용 단말기가 근접하는 경우에 상기 재충전 모듈(120)에 구비된 보조 저장 장치로부터 전력을 공급받아 전력 검출부(112)에 공급하여 무선 전력 전송을 통하여 휴대용 단말기에 구비된 배터리를 충전할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 유무선 복합 충전 시스템의 사시도이고, 도 4는 도 3의 유선 충전 장치의 사시도이다.
도 3 및 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 유무선 복합 충전 시스템은 무선 충전 장치(300)와 유선 충전 장치(400)로 이루어져 있다.
무선 충전 장치(300)는 무선 충전 모듈(310)과 재충전 모듈(320)로 이루어져 있으며, 재충전 모듈(320)을 포함하지 않는 구성도 가능하다.
상기 무선 충전 모듈(310)과 재충전 모듈(320)은 도 1~2에서 설명한 무선 충전모듈(110)과 재충전 모듈(120)과 유사하며, 다만 상기 무선 충전 모듈(310)은 DC/DC 컨버터를 생략할 수 있다.
이 경우에 상기 무선 충전 모듈(310)은 일예로, 유선 충전 장치로부터 출력되는 DC 전압을 공급받아 스위칭 펄스 신호에 의하여 일정한 레벨의 DC 전압를 AC 전압으로 변환함으로써 전력을 생성하는 전력 변환부와, 상기 전력 변환부에서 출력되는 전력에 의한 전자기 에너지를 휴대용 단말기의 무선 수신 모듈로 전달하는 송신 공진부와, 상기 전력 변환부의 스위칭 펄스 신호의 주파수를 제어하는 송신 제어부를 포함하며, 상기 재충전 모듈은 유선 충전 장치로부터 출력되는 DC 전압을 직접 공급받도록 할 수 있다.
한편, 도 3에서 무선 충전 장치(300)는 바닥면에 한쌍의 전원 입력 단자(330)가 구비되어 있으며 유선 충전 장치(400)의 전원 출력 단자(410)와 접속되어 유선 충전 장치(400)로부터 전원을 공급받는다.
상기 유선 충전 장치(400)는 도 4에 도시된 사시도에서 알 수 있는 바와 같이 판형으로 일측면에 수납홈(401)이 형성되어 있어 무선 충전 장치(300)를 수납할 수 있도록 되어 있다.
무선 충전 장치(300)는 상기 도 4에 도시된 바와 같은 유선 충전 장치(400)의 수납홈(401)에 도 3에서처럼 수납되고 이때 전원 입력 단자(330)가 유선 충전 장치(410)에 있는 전원 출력 단자(410)에 연결되어 전원을 공급받는다.
이와 같은 유선 충전 장치(400)는 외부의 전원 공급 장치로부터 전원을 공급받아 무선 충전 장치(300)로 제공하고, 실장된 배터리(430)를 충전한다.
이러한 유선 충전 장치(400)의 제어부(미도시)는 배터리(430)의 충전이 완료된 경우에 충전 완료 상태를 표시부(420)에 표시할 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 복수의 배터리를 동시에 충전해야 할 경우에 종래의 유선과 무선 충전의 통합된 구조를 통해 복수의 배터리 또는 단수의 배터리와 배터리가 장착된 휴대용 단말기의 동시 충전이 가능하도록 한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
100 : 무선 충전 장치 110 : 무선 충전 모듈
120 : 재충전 모듈 300 : 무선 충전 장치
310 : 무선 충전 모듈 320 : 재충전 모듈
400 : 유선 충전 장치 401 : 수납홈
410 : 전원 출력 단자 420 : 표시부
430 : 배터리

Claims (17)

  1. 보조 저장 장치를 구비하고 있으며, 구비된 보조 저장 장치를 충전하는 재충전 모듈; 및
    외부 전원 공급 장치로부터 전원을 공급받아 재충전 모듈에 공급하여 보조 저장 장치가 충전되도록 하고, 무선 수신 모듈이 구비된 휴대용 단말기가 근접하는 경우에 무선 전력 전송을 통하여 휴대용 단말기에 구비된 배터리를 충전하는 무선 충전 모듈을 포함하는 무선 충전 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 무선 충전 모듈은 외부 전원 공급 장치로부터 전원 공급이 없는 상태에서 무선 수신 모듈이 구비된 휴대용 단말기가 근접하는 경우에 상기 재충전 모듈에 구비된 보조 저장 장치로부터 전력을 공급받아 무선 전력 전송을 통하여 휴대용 단말기에 구비된 배터리를 충전하는 무선 충전 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 재충전 모듈에 구비된 보조 저장 장치는 보조 배터리인 무선 충전 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 재충전 모듈에 구비된 보조 저장 장치는 대용량 커패시터인 무선 충전 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 무선 충전 모듈은 외부 전원 공급 장치로부터 전원을 공급받아 재충전 모듈에 공급하여 보조 저장 장치가 충전되도록 하고, 동시에 무선 수신 모듈이 구비된 휴대용 단말기가 근접하는 경우에 무선 전력 전송을 통하여 휴대용 단말기에 구비된 배터리를 충전하는 무선 충전 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 무선 충전 모듈은 외부 전원 공급 장치로부터 전원을 공급받아 무선 수신 모듈이 구비된 휴대용 단말기가 근접하는 경우에 무선 전력 전송을 통하여 휴대용 단말기에 구비된 배터리를 충전한 후에, 재충전 모듈에 공급하여 보조 저장 장치가 충전되도록 하는 무선 충전 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 무선 충전 모듈은
    외부 전원 공급 장치로부터 출력되는 DC 전압을 DC 입력 전압을 생성하여 출력하는 DC/DC 컨버터;
    DC/DC 컨버터의 출력을 공급받아 스위칭 펄스 신호에 의하여 일정한 레벨의 DC 입력 전압를 AC 전압으로 변환함으로써 전력을 생성하는 전력 변환부;
    상기 전력 변환부에서 출력되는 전력에 의한 전자기 에너지를 휴대용 단말기의 무선 수신 모듈로 전달하는 송신 공진부; 및
    상기 DC/DC 컨버터에서 출력되는 DC 입력 전압을 공급받아 동작하며,상기 전력 변환부의 스위칭 펄스 신호의 주파수를 제어하는 송신 제어부를 포함하며,
    상기 재충전 모듈은 상기 DC/DC 컨버터로부터 충전에 적절한 DC 전압을 공급받는 무선 충전 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 무선 충전 모듈은
    상기 무선 수신 모듈로부터 전송된 충전 완료 메시지를 수신하여 상기 송신 제어부로 제공하는 송신 통신부;
    충전 상태를 사용자에게 알려주는 경보부; 및
    상기 경보부를 제어하는 MCU를 더 포함하며,
    상기 송신 제어부는 송신 통신부를 통하여 무선 수신모듈로부터 충전 완료 메시지를 수신하면 MCU를 제어하여 경보부를 통하여 사용자에게 충전 완료 상태를 알려주는 무선 충전 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 경보부는 충전 완료 상태를 표시하는 표시부 또는 충전 완료 상태를 음성을 출력하는 음성 출력부인 무선 충전 장치.
  10. 무선 수신 모듈이 구비된 휴대용 단말기가 근접하는 경우에 무선 전력 전송을 통하여 휴대용 단말기에 구비된 배터리를 충전하는 무선 충전 모듈을 포함하는 무선 충전 장치; 및
    외부 전원 공급 장치로부터 전원을 공급받아 장착된 배터리를 충전하고, 상기 무선 충전 장치에 전원을 공급하는 유선 충전 장치를 포함하는 유무선 복합 충전 시스템.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 유선 충전 장치는 판형으로 형성되어 있고, 일측에 상기 무선 충전 장치가 수납될 수 있는 수납홈이 형성되어 있으며, 상기 수납홈의 표면의 일면에 전원 출력 단자가 형성되어 있으며,
    상기 무선 충전 장치는 상기 수납홈에 수납되고, 상기 수납홈에 수납될 때에 전원 출력 단자에 대응되는 지점에 전원 입력 단자가 형성되어 상기 전원 출력 단자로부터 전원 입력 단자를 통하여 전원을 공급받는 유무선 복합 충전 시스템.
  12. 청구항 10 또는 11항에 있어서,
    상기 무선 충전 장치는 보조 저장 장치를 구비하고 있으며, 구비된 보조 저장 장치를 충전하는 재충전 모듈을 구비하고 있으며,
    상기 무선 충전 모듈은 유선 충전 장치로부터 전원을 공급받아 재충전 모듈에 공급하여 보조 저장 장치가 충전되도록 하고, 무선 수신 모듈이 구비된 휴대용 단말기가 근접하는 경우에 무선 전력 전송을 통하여 휴대용 단말기에 구비된 배터리를 충전하는 유무선 복합 충전 시스템.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 무선 충전 모듈은 유선 충전 장치로부터 전원 공급이 없는 상태에서 무선 수신 모듈이 구비된 휴대용 단말기가 근접하는 경우에 상기 재충전 모듈에 구비된 보조 저장 장치로부터 전력을 공급받아 무선 전력 전송을 통하여 휴대용 단말기에 구비된 배터리를 충전하는 유무선 복합 충전 시스템.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 무선 충전 모듈은 외부 전원 공급 장치로부터 전원을 공급받아 재충전 모듈에 공급하여 보조 저장 장치가 충전되도록 하고, 동시에 무선 수신 모듈이 구비된 휴대용 단말기가 근접하는 경우에 무선 전력 전송을 통하여 휴대용 단말기에 구비된 배터리를 충전하는 유무선 복합 충전 시스템.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 무선 충전 모듈은 외부 전원 공급 장치로부터 전원을 공급받아 무선 수신 모듈이 구비된 휴대용 단말기가 근접하는 경우에 무선 전력 전송을 통하여 휴대용 단말기에 구비된 배터리를 충전한 후에, 재충전 모듈에 공급하여 보조 저장 장치가 충전되도록 하는 유무선 복합 충전 시스템.
  16. 청구항 12에 있어서,
    상기 무선 충전 모듈은
    유선 충전 장치로부터 출력되는 DC 전압을 공급받아 스위칭 펄스 신호에 의하여 일정한 레벨의 DC 전압를 AC 전압으로 변환함으로써 전력을 생성하는 전력 변환부;
    상기 전력 변환부에서 출력되는 전력에 의한 전자기 에너지를 휴대용 단말기의 무선 수신 모듈로 전달하는 송신 공진부; 및
    상기 전력 변환부의 스위칭 펄스 신호의 주파수를 제어하는 송신 제어부를 포함하며,
    상기 재충전 모듈은 유선 충전 장치로부터 출력되는 DC 전압을 공급받는 유무선 복합 충전 시스템.
  17. 청구항 12에 있어서,
    상기 유선 충전 장치는
    충전 상태를 사용자에게 알려주는 표시부를 더 포함하며,
    상기 유선 충전 장치에 포함된 제어부는 상기 표시부를 통하여 충전 상태를 사용자에게 알려주는 유무선 복합 충전 시스템.
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