KR20150016804A - 무선 전력 수신 장치 - Google Patents

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KR20150016804A
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류명림
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명은 자가 발전 기능을 갖는 무선 전력 수신 장치에 관한 것으로, 비접촉방식으로 전력을 전송받는 무선 충전부; 상기 무선 충전부로부터의 전력을 전달받아 충전하는 배터리부; 무선 충전에 이용되는 전력 정보를 외부의 무선 충전 장치와 송수신하는 통신부; 및 사용자의 물리적인 움직임에 따른 전류를 상기 통신부에 전달하는 압전 소자를 포함하는 무선 전력 수신 장치를 제안한다.

Description

무선 전력 수신 장치{WIRELESS POWER RECEIVING APPARATUS}
본 발명은 무선으로 전원을 충전받는 무선 전력 수신 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 이동통신단말기, PDA(Personal Digital Assistants) 등과 같은 휴대용 전자기기에는 재충전 가능한 2차 전지(Secondary Battery)가 배터리로서 장착된다.
이러한 배터리를 충전하기 위해서는, 가정용 상용 전원을 이용하여 휴대용 전자기기의 배터리에 전기 에너지를 제공하는 별도의 충전 장치가 필요하다.
통상적으로, 충전 장치와 배터리에는 외부에 각각 별도의 접촉 단자가 구성되어 있어서, 두 접촉 단자를 서로 접속시키는 것에 의해 충전 장치와 배터리를 전기적으로 연결한다.
그러나, 이와 같이 접촉 단자가 외부에 돌출되면, 미관상 좋지 않고 접촉 단자가 외부의 이물질에 오염되어 접촉 상태가 쉽게 불량해지기도 한다. 또한, 사용자의 부주의로 배터리에 단락이 발생하거나 습기에 노출되면, 충전에너지가 쉽게 소실될 수 있다.
이러한 접촉식 충전 방식의 대안으로서, 하기의 선행 기술 문헌에 기재된 발명과 같이 충전 장치와 배터리 각각의 접촉 단자들이 서로 접촉되지 않는 방식으로 배터리가 충전되도록 전력 전달이 무선으로 이루어지는 무선 충전 장치(또는 무접점 전력 전송 장치)가 제안되고 있다.
일반적으로 무선 충전 장치는 배터리를 갖는 무선 전력 수신 장치(예컨대 휴대용 기기)로 전력을 무선으로 전송하는 장치를 지칭한다.
이러한 무선 충전 장치와 무선 전력 수신 장치 간에는 무선 통신으로 전력 요청, 전송되는 전력의 상태에 관한 정보 등을 송수신할 수 있으나, 무선 전력 수신 장치의 경우 배터리가 방전되면 무선 통신으로 전력 전송을 요청하기 불가능한 문제점이 있다.
국내공개특허공보 제10-2013-0039273호
본 발명의 과제는 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 자가 발전 기능을 갖는 무선 전력 수신 장치를 제안한다.
상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 하나의 기술적인 측면으로, 비접촉방식으로 전력을 전송받는 무선 충전부; 상기 무선 충전부로부터의 전력을 전달받아 충전하는 배터리부; 무선 충전에 이용되는 전력 정보를 외부의 무선 충전 장치와 송수신하는 통신부; 및 사용자의 물리적인 움직임에 따른 전류를 상기 통신부에 전달하는 압전 소자를 포함하는 무선 전력 수신 장치를 제안한다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 통신부는 상기 배터리부가 방전되는 경우 상기 압전 소자로부터의 전류를 전달받아 상기 무선 충전 장치에 전력 전송을 요청할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 압전 소자로부터의 전류를 사전에 설정된 전원으로 변환하여 상기 통신부에 전달하는 정전류/정전압 회로부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 배터리부는 전원 충전시에 과전압 및 과전류를 방지하는 보호 기능을 가질 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 통신부는 블루투스 방식으로 상기 무선 충전 장치와 통신할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 압전 소자는 상기 배터리부가 방전되는 경우 사용자의 물리적인 움직임에 따라 전류를 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 배터리가 방전된 경우에도 무선 통신으로 무선 충전 장치에 무선 전력 전송을 요청할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 무선 전력 수신 장치의 개략적인 구성도.
도 2는 본 발명의 무선 전력 수신 장치의 무선 충전 방법을 나타내는 플로우 챠트.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다라고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 또는 유사한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때는 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다.
또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 무선 전력 수신 장치의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 무선 전력 수신 장치(100)는 무선 충전부(110), 배터리부(120), 통신부(130), 압전소자(140) 및 정전압/정전류 회로부(150)를 포함할 수 있다.
먼저, 무선 전력 수신 장치(100)는 무선 충전 장치(A)로부터 비접촉 방식으로 전력을 전달받을 수 있으며, 휴대, 이동 등이 가능한 이동 통신 단말기 또는 모바일 장치 등이 될 수 있다.
무선 충전부(110)는 무선 충전 장치(A)의 무선 충전 회로로부터 비접촉 방식으로 전력을 전달받을 수 있으며, 일반적으로 자기 유도 방식 또는 자기 공진 방식으로 전력을 전달받을 수 있다.
이를 위해, 도시되지 않았지만 무선 충전부(110)와 무선 충전 장치(A)의 무선 충전 회로(A2)에 각각 코일이 구비될 수 있으며, 무선 충전부(110)와 무선 충전 장치(A)의 무선 충전 회로(A2)에 구비된 각 코일은 서로 자기 결합하여 상술한 자기 유도 방식 또는 자기 공진 방식으로 전력을 송수신할 수 있다.
즉, 무선 충전부(110)의 코일과 무선 충전 장치(A)의 무선 충전 회로(A2)의 코일이 서로 자기 결합하여, 상술한 자기 유도 방식 또는 자기 공진 방식으로 무선 충전 장치(A)의 무선 충전 회로(A2)의 코일로부터 무선 충전부(110)의 코일로 전력이 무선 전송될 수 있다.
배터리부(120)는 무선 충전부(110)로부터의 전달받은 전력을 충전할 수 있으며, 이때, 과전압 및 과전류를 방지하는 보호 기능을 구비할 수 있다. 배터리부(120)에 충전된 전원은 무선 전력 수신 장치(100)가 구현하고자 하는 사전에 설정된 동작을 수행하는 구동 전원으로 공급될 수 있다.
통신부(130)는 무선 충전 장치(A)의 통신 회로(A1)과 사전에 설정된 방식으로 통신할 수 있으며, 상기 사전에 설정된 방식은 다양한 무선 통신 방식일 수 있으며, 예를 들어 블루투스(bluetooth) 방식으로 무선 통신할 수 있다.
통신부(130)는 무선 전력 전송 요청 또는 배러티부(120)에 충전된 전압 레벨 등의 정보를 무선 충전 장치(A)의 통신 회로(A1)에 전송할 수 있으며, 상술한 정보를 받은 무선 충전 장치(A)의 통신 회로(A1)는 무선 충전 회로(A2)에 무선 전력 전송 개시 또는 전송되는 전력의 양을 조절하도록 제어할 수 있다.
압전 소자(140)는 사용자의 물리적인 움직임에 따라 전류를 제공할 수 있다. 압전 소자(140)는 사용자의 물리적인 움직임 즉, 소자에 가해지는 물리적인 압력에 따라 전류를 발생시킬 수 있으며, 발생된 전류는 통신부(130)에 제공될 수 있다.
정전압/정전류 회로부(150)는 압전 소자(140)로부터의 전류를 통신부(130)에서 사용할 수 있도록 정전압/정전류의 전원으로 변환하여 통신부(130)에 전달할 수 있다.
도 2는 본 발명의 무선 전력 수신 장치의 무선 충전 방법을 나타내는 플로우 챠트이다.
도 1과 함께, 도 2를 참조하면, 본 발명의 무선 전력 수신 장치(100)는 무선 충전 장치(A)로부터 무선으로 전력을 전송받아 충전하여 동작에 필요한 구동 전원으로 사용한다.
이를 위해, 무선 전력 전송 요청 또는 배러티부(120)에 충전된 전압 레벨 등의 정보를 무선 통신으로 송수신하게 되는데, 무선 통신 자체도 상기 구동 전원을 공급받아 동작한다.
한편, 무선 전력 수신 장치(100)에 충전된 전원이 모두 사용되어 배터리부(120)에 충전된 전원이 방전된 경우, 통신부(130)를 통해 무선 충전 장치(A)에 무선 전력 전송을 요청하여야 하나, 이를 위한 구동 전원이 공급되지 못하여, 정작 무선 전력 전송이 긴급히 필요한 순간에는 무선 전력 전송을 요청할 수 없게 된다.
이를 해소하기 위해, 먼저 무선 전력 수신 장치(100)에 충전된 전원이 모두 사용되어 배터리부(120)에 충전된 전원이 방전된 경우(S1), 사용자가 무선 기기 즉, 무선 전력 수신 장치(100)에 물리적인 움직임을 가한다(S2). 예를 들어, 수직 또는 수평 방향 등 다양한 방향으로 무선 전력 수신 장치(100)을 흔들 수 있다.
사용자에 의해 무선 전력 수신 장치(100)에 가해진 물리적인 움직임에 따라, 압전 소자(140)는 전류를 발생시킬 수 있으며(S3), 발생된 전류는 정전압/정전류 회로부(150)를 통해 통신부(130)가 사용할 수 있는 구동 전원으로 변환되어 공급될 수 있다(S4).
이후, 통신부(130)이 턴 온되어 무선 충전 장치(A)가 통신 가능 범위에 존재하는지 검색한 후, 무선 충전 장치(A)와 블루투스 방식으로 연결되어 무선 전력 전송을 요청할 수 있으며(S5), 마지막으로, 무선 충전 장치(A)로부터 무선으로 전력을 전송받아 배터리부(120)에 전원을 충전시켜 정상적인 동작을 수행할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 배터리가 방전된 경우에도 무선 통신으로 무선 충전 장치에 무선 전력 전송을 요청할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
100: 무선 전력 수신 장치
110: 무선 충전부
120: 배터리부
130: 통신부
140: 압전 소자
150: 정전압/정전류 회로부

Claims (6)

  1. 비접촉방식으로 전력을 전송받는 무선 충전부;
    상기 무선 충전부로부터의 전력을 전달받아 충전하는 배터리부;
    무선 충전에 이용되는 전력 정보를 외부의 무선 충전 장치와 송수신하는 통신부; 및
    사용자의 물리적인 움직임에 따른 전류를 상기 통신부에 전달하는 압전 소자
    를 포함하는 무선 전력 수신 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 통신부는 상기 배터리부가 방전되는 경우 상기 압전 소자로부터의 전류를 전달받아 상기 무선 충전 장치에 전력 전송을 요청하는 무선 전력 수신 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 압전 소자로부터의 전류를 사전에 설정된 전원으로 변환하여 상기 통신부에 전달하는 정전류/정전압 회로부를 더 포함하는 무선 전력 수신 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 배터리부는 전원 충전시에 과전압 및 과전류를 방지하는 보호 기능을 갖는 무선 전력 수신 장치
  5. 제1항에 있어서,
    상기 통신부는 블루투스 방식으로 상기 무선 충전 장치와 통신하는 무선 전력 수신 장치.
  6. 제1항에 있어서
    상기 압전 소자는 상기 배터리부가 방전되는 경우 사용자의 물리적인 움직임에 따라 전류를 제공하는 무선 전력 수신 장치.
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