KR20150113557A - 무선 충전 단말기, 거치대, 및 이들을 포함하는 무선 충전 시스템 - Google Patents

무선 충전 단말기, 거치대, 및 이들을 포함하는 무선 충전 시스템 Download PDF

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KR20150113557A
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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 무선 충전 단말기는 무선 충전 단말기 거치대로부터 출력된 전자기파로부터 수신 전력을 생성하는 충전 수신기와, 상기 수신 전력에 의해 충전 작동을 수행하고, 충전된 전력을 RF 회로의 RF 배터리로 공급하고, 상기 무선 충전 단말기의 작동 전력을 생성하는 메인 배터리와, 입력 기기와 출력 기기 작동을 제어하고, 상기 메인 배터리의 충전 상태를 확인하고, 확인의 결과에 따라 상기 메인 배터리의 충전 상태를 나타내는 배터리 충전 상태 신호를 출력하는 단말기 회로와, 상기 배터리 충전 상태 신호를 무선 배터리 정보 신호로 변환하고, 상기 무선 배터리 정보 신호를 상기 무선 충전 단말기 거치대로 무선으로 전송하는 충전 제어기를 포함한다.

Description

무선 충전 단말기, 거치대, 및 이들을 포함하는 무선 충전 시스템{WIRELESS RECHARGEABLE TERMINAL, CRADLE FOR THE TERMINAL, AND SYSTEM INCLUDING THEREOF}
본 발명의 개념에 따른 실시 예는 무선 충전 단말기에 관한 것으로, 특히 배터리의 충전 상태를 나타내는 배터리 정보 신호를 무선으로 거치대로 출력할 수 있는 무선 충전 단말기, 상기 배터리 정보 신호를 이용하여 전자기파의 세기를 조절할 수 있는 거치대, 및 이들을 포함하는 무선 충전 시스템을 제공하는 것이다.
종래의 어선용 무선 단말기에 대한 충전은 어선의 배터리를 사용했다. 상기 어선의 전원을 켜거나 끌 때, 순간적으로 200V 이상의 과전압이 상기 배터리에서 발생하므로, 상기 무선 단말기로 작동 전압을 공급하는 전원이 상기 과전압에 의해 손상되는 문제점이 있었다.
또한, 무선 단말기를 사용하는 도중에, 상기 무선 단말기의 주전원인 배터리에서 노이즈가 발생하면, 상기 노이즈로 인해 상기 무선 단말기에서 심각한 손상이 발생하는 문제가 있었다.
종래에는 자기 공명 방식으로 무선 단말기를 무선으로 충전했다. 상기 자기 공명 방식으로 무선 단말기를 무선으로 충전하기 위해, 무선 단말기의 거치대에는 송신 코일이 장착되고, 상기 무선 단말기에는 수신 코일이 장착됐다.
또한, 어선용 단말기는 바다에서 사용되므로, 상기 어선용 단말기에 대한 방수는 필수적이다. 그러나, 종래의 자기 공명 방식을 이용한 무선 충전 시스템은 방수가 되지 않았고, 충전 효율도 좋지 않았고 발열 문제가 있었다.
따라서, 무선으로 어선용 단말기를 충전할 때 과전압에 의한 상기 어선용 단말기의 손상을 방지하고, 발열 문제를 해결할 수 있고, 충전 효율을 높일 수 있는 무선 충전 시스템이 필요하게 되었다.
공개특허공보 10-2008-0032519 (2008.04.15) 공개특허공보 10-2012-0012536 (2012.02.10)
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 자기 유도 방식을 사용하면서 과전압으로 인한 단말기의 손상을 방지하고, 무선 충전시에 발생하는 발열 문제를 해결할 수 있고, 무선 충전 효율을 높일 수 있는 무선 충전 단말기, 거치대, 및 이들을 포함하는 무선 충전 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 무선 충전 단말기는 무선 충전 단말기 거치대로부터 출력된 전자기파로부터 수신 전력을 생성하는 충전 수신기와, 상기 수신 전력에 의해 충전 작동을 수행하고, 충전된 전력을 RF 회로의 RF 배터리로 공급하고, 상기 무선 충전 단말기의 작동 전력을 생성하는 메인 배터리와, 입력 기기와 출력 기기의 작동을 제어하고, 상기 메인 배터리의 충전 상태를 확인하고, 확인의 결과에 따라 상기 메인 배터리의 충전 상태를 나타내는 배터리 충전 상태 신호를 출력하는 단말기 회로와, 상기 배터리 충전 상태 신호를 무선 배터리 정보 신호로 변환하고, 상기 무선 배터리 정보 신호를 상기 무선 충전 단말기 거치대로 무선으로 전송하는 충전 제어기를 포함한다.
상기 전자기파의 세기는 상기 무선 배터리 정보 신호에 따라 감소할 수 있다.
상기 충전 수신기는 상기 무선 배터리 정보 신호에 따라 감소하는 상기 전자기파로부터 유도 전류를 출력하는 2차 코일과, 상기 2차 코일로부터 생성된 상기 유도 전류를 직류 전류로 변환하고 상기 DC 전류를 상기 메인 배터리로 공급하는 직류 변환기를 포함하다.
상기 무선 충전 단말기는 완전 방수 기능을 갖는다.
본 발명의 실시 예에 따른 무선 충전 시스템은 전자기파를 방출하는 무선 충전 단말기 거치대와, 상기 전자기파를 이용하여 수신 전력을 생성하고, 상기 수신 전력으로 메인 배터리를 충전하고, 상기 메인 배터리의 충전량을 나타내는 배터리 정보 신호를 생성하고, 상기 배터리 정보 신호를 상기 무선 충전 단말기 거치대로 무선으로 전송하는 무선 충전 단말기를 포함하고, 상기 무선 충전 단말기 거치대는 상기 배터리 정보 신호에 응답하여 상기 전자기파의 세기를 감소시킨다.
상기 무선 충전 단말기는 상기 메인 배터리의 상기 충전량의 증가에 따라 감소하는 세기를 갖는 상기 전자기파로부터 상기 수신 전력을 생성하는 충전 수신기와, 상기 메인 배터리에 충전된 전력을 이용하여 RF 배터리를 충전하는 RF 회로와, 입력 기기와 출력 기기의 작동을 제어하고, 상기 메인 배터리의 상기 충전량을 나타내는 배터리 충전 상태 신호를 출력하는 단말기 회로와, 상기 배터리 충전 상태 신호를 상기 배터리 정보 신호로 변환하는 충전 제어기를 포함한다.
상기 무선 충전 단말기 거치대는 제어 신호에 응답하여 상기 무선 충전 단말기로 방출되는 상기 전자기파의 세기를 제어하는 충전 송신기와, 상기 무선으로 전송된 상기 배터리 정보 신호에 기초하여 상기 제어 신호를 생성하는 충전 제어기를 포함한다.
상기 충전 송신기는 DC 신호를 출력하는 전력 공급 장치와, 상기 제어 신호에 응답하여 상기 DC 신호를 PWM 신호로 변조하고, 변조된 PWM 신호를 출력하는 신호 처리기와, 상기 변조 신호를 교류 신호로 변환하는 교류 변환기와, 상기 교류 신호를 이용하여 상기 전자기파를 출력하는 1차코일을 포함한다.
상기 신호 처리기는 상기 제어 신호에 응답하여 상기 PWM 신호의 주파수와 듀티 사이클 중에서 적어도 하나를 조절할 수 있다.
상기 메인 배터리의 상기 충전량이 증가함에 따라 상기 주파수와 상기 듀티 사이클 중에서 적어도 하나는 감소한다.
본 발명의 실시 예에 따른 무선 충전 단말기 거치대는 제어 신호에 응답하여 무선 충전 단말기로 방출되는 전자기파의 세기를 제어하는 충전 송신기와, 상기 무선 충전 단말기로부터 무선으로 전송된 배터리 정보 신호에 기초하여 상기 제어 신호를 생성하는 충전 제어기를 포함한다.
상기 충전 송신기는 DC 신호를 출력하는 전력 공급 장치와, 상기 제어 신호에 응답하여 상기 DC 신호를 PWM 신호로 변조하고, 변조된 PWM 신호를 출력하는 신호 처리기와, 상기 변조 신호를 교류 신호로 변환하는 교류 변환기와, 상기 교류 신호를 이용하여 상기 전자기파의 세기를 제어하는 1차코일을 포함한다.
상기 신호 처리기는 상기 제어 신호에 응답하여 상기 PWM 신호의 주파수와 듀티 사이클 중에서 적어도 하나를 변경한다.
본 발명의 실시 예에 따른 무선 충전 단말기는 자기 유도 방식을 이용하여 상기 무선 충전 단말기를 무선으로 충전하고 과전압으로 인한 상기 무선 충전 단말기의 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 무선 충전 단말기는 완전 방수 무선 충전 단말기로 구현될 수 있으므로, 방수 규격을 만족하는 효과가 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 무선 충전 단말기는 상기 무선 충전 단말기에 포함된 메인 배터리가 완전 충전되었을 때, 상기 무선 충전 단말기에 대한 무선 충전을 자동으로 정지시킬 수 있으므로, 상기 무선 충전 단말기와 거치대에서 발생할 수 있는 발열 문제를 해결할 수 효과가 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 무선 충전 단말기 거치대는 상기 무선 충전 단말기에 포함된 메인 배터리의 충전량을 무선 충전 단말기로부터 무선으로 전송된 배터리 정보 신호를 이용하여 알 수 있는 효과가 있다.
따라서, 상기 무선 충전 단말기 거치대는 상기 배터리 정보 신호를 이용하여 불필요하게 방출되는 전자기파의 세기를 줄일 수 있다. 이에 따라 상기 전자기파가 인체에 미치는 영향을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 무선 충전 단말기 거치대는 상기 배터리 정보 신호를 이용하여 불필요하게 방출되는 전자기파의 세기를 줄일 수 있으므로, 상기 무선 충전 단말기와 거치대에서 발생할 수 있는 발열 문제를 해결할 수 효과가 있다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 상세한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 충전 시스템의 블록도를 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 무선 충전 단말기의 블록도를 나타낸다.
도 3은 도 2에 도시된 충전 수신기의 블록도를 나타낸다.
도 4는 도 1에 도시된 충전 송신기의 블록도를 나타낸다.
도 5는 도 2에 도시된 제2충전 제어기의 블록도를 나타낸다.
도 6은 도 1에 도시된 제1충전 제어기의 블록도를 나타낸다.
도 7은 도 1에 도시된 무선 충전 시스템의 작동을 설명하는 플로우차트이다.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않은 채, 제1구성 요소는 제2구성 요소로 명명될 수 있고 유사하게 제2구성 요소는 제1구성 요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 명세서에 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 충전 시스템의 블록도를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 무선 충전 시스템(10)은 무선 충전 단말기(20)와 무선 충전 단말기 거치대(30)를 포함할 수 있다. 무선 충전 단말기 거치대(30)는 충전 송신기(또는 충전 송신 회로; 40)와 제1충전 제어기(또는 제1충전 제어 회로; 120)를 포함할 수 있다.
무선 충전 단말기(20)는 무선 충전 단말기 거치대(30)로부터 전자기장(또는 전자기파; EF)을 수신하고, 수신된 전자기장(또는 수신된 전자기파; EF)을 이용하여 메인 배터리를 충전하고, 상기 메인 배터리에 대한 충전 여부를 나타내는 배터리 정보 신호(BIS)를 생성하고, 배터리 정보 신호(BIS)를 무선으로 무선 충전 단말기 거치대(30)로 전송할 수 있다.
무선 충전 단말기(20)는 무선 충전 기능을 수행할 수 있는 무선 통신 단말기로서, 다양한 형태의 무선 단말기에 적용하다.
무선 충전 단말기(20)는 어선용 무선 단말기일 수 있다. 무선 충전 단말기 (20)는 완전 방수 기능을 수행할 수 있다. 예컨대, 무선 충전 단말기(20)의 방수 규격은 IP(Ingress Protection) 규격에 따라 IP68이상으로 설계될 수 있다.
무선 충전 단말기 거치대(30)는 무선 충전 단말기(20)를 거치할 수 있는 동시에 무선 충전 단말기(20)를 무선으로 충전하는 기능을 수행할 수 있다. 무선 충전 단말기 거치대(30)는 무선 충전 단말기(20)를 거치하는 동시에 무선 충전 기능을 수행할 수 있는 모든 형태의 거치대 또는 받침대를 의미할 수 있다.
예컨대, 무선 충전 단말기 거치대(30)는 무선 충전 단말기(20)를 거치할 수 있는 크래들(cradle)을 의미할 수 있다. 예컨대, 무선 충전 단말기(20)와 무선 충전 단말기 거치대(30)는 1cm부터 5cm 이내의 거리에서 무선 충전 단말기(20)의 메인 배터리를 충전할 수 있다.
충전 송신기(40)는 제1충전 제어기(120)로부터 출력된 제어 신호(CS)에 기초하여 무선 충전 단말기(20)로 방출되는 전자기장(EF)의 양 또는 전자기파(EF)의 세기를 조절하는 기능을 수행할 수 있다. 예컨대, 무선 충전 단말기(20)의 메인 배터리의 충전 전압이 증가할수록 무선 충전 단말기(20)로 방출되는 전자기장(EF)의 양 또는 전자기파(EF)의 세기는 감소할 수 있다.
제1충전 제어기(120)는 무선 충전 단말기(20)로부터 무선으로 출력된 배터리 정보 신호(BIS)에 기초하여 충전 송신기(40)로부터 방출되는 전자기장(EF)의 양 또는 전자기파(EF)의 세기를 제어할 수 있는 제어 신호(CS)를 생성하는 기능을 수행할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 무선 충전 단말기의 구체적인 블록도를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 무선 충전 단말기(20)는 충전 수신기(60), 메인 배터리 (70), 단말기 회로(80), RF 회로(90), 입력 장치(96), 출력 장치(98), 및 제2충전 제어기(100)를 포함할 수 있다.
충전 수신기(60)는 충전 송신기(40)로부터 출력된 전자기장(EF)을 수신 전력 (RP)으로 변환하고, 수신 전력(RP)을 메인 배터리(70)로 출력할 수 있다.
메인 배터리(70)는 충전 수신기(60)로부터 출력된 수신 전력(RP)을 이용하여 충전 작동을 수행하고, 충전된 전력의 적어도 일부(SP)를 RF 배터리(94)로 공급할 수 있다. 메인 배터리(70)는 무선 충전 단말기(20)로 작동 전압을 공급할 수 있다.
수신 전력(RP)은 수신 전압 또는 수신 전류를 의미할 수 있다.
예컨대, 메인 배터리(70)는 충전가능한 배터리일 수 있다. 예컨대, 메인 배터리(70)는 리튬 이온 배터리, 니켈-수소 배터리, 리튬폴리머 배터리, 또는 니켈-카드뮴 배터리 등으로 구현될 수 있다.
단말기 회로(80)는 메인 배터리(70)의 충전 상태(BC)를 실시간으로 확인하고, 확인의 결과에 따라 배터리 충전 상태 신호(BSS)를 실시간으로 출력할 수 있다. 예컨대, 충전 상태(BC)는 메인 배터리(70)의 충전량을 의미할 수 있다.
단말기 회로(80)는 입력 장치(96)의 작동과 출력 장치(98)의 작동을 제어할 수 있다. 단말기 회로(80)는 CPU(central processing unit) 또는 마이크로프로세서(microprocessor)와 같은 컨트롤러의 기능을 수행할 수 있다.
RF 회로(90)는 안테나(92)와 RF 배터리(94)를 포함할 수 있다. 무선 충전 단말기(20)는 안테나(92)를 통해 다른 무선 단말기와 무선 통신을 할 수 있다. RF 배터리(94)는 메인 배터리(70)로부터 공급받은 전력(SP)을 이용하여 충전 작동을 수행할 수 있다.
예컨대, RF 배터리(94)는 안정적인 무선 통신을 위한 RF 회로(90)의 전용 배터리일 수 있다. RF 배터리(94)는 메인 배터리(70)로부터 전력(SP)을 공급받아 충전 작동을 수행할 수 있다. RF 배터리(94)는 충전가능한 배터리일 수 있다. 예컨대, RF 배터리(94)는 리튬 이온 배터리, 니켈-수소 배터리, 리튬폴리머 배터리, 또는 니켈-카드뮴 배터리 등으로 구현될 수 있다.
입력 장치(96)는 입력 데이터(IS)를 단말기 회로(80)로 전송할 수 있다. 예컨대, 입력 장치(96)는 터치 스크린 또는 터치 패드로 구현될 수 있다.
출력 장치(98)는 단말기 회로(80)로부터 출력된 출력 데이터(OS)를 처리(예컨대, 디스플레이)할 수 있는 장치를 의미한다. 출력 장치(98)는 TFT-LCD 또는 LED 디스플레이로 구현될 수 있다.
제2충전 제어기(100)는 단말기 회로(80)로부터 출력된 배터리 충전 상태 신호(BSS)를 이용하여 무선으로 전송가능한 배터리 정보 신호(BIS)를 생성할 수 있다. 따라서, 배터리 정보 신호(BIS)는 무선 배터리 정보 신호(BIS)를 의미할 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 충전 수신기의 구체적인 블록도를 나타낸다.
도 2와 도 3을 참조하면, 충전 수신기(60)는 2차 코일(62), 직류 변환기 (64), 및 충전 장치(66)를 포함할 수 있다.
충전 수신기(60)는 자기 유도 방식을 이용하여 전자기장(EF)으로부터 수신 전력(RP)을 생성할 수 있다.
2차 코일(62)은 충전 송신기(40)로부터 출력된 전자기장(EF)을 이용하여 유도 전류(IC)를 생성하는 기능을 수행할 수 있다.
충전 송신기(40)로부터 전자기장(EF)이 발생하면, 2차 코일(62)에서 자기 유도 방식에 의해 유도 전류(IC)가 생성된다.
직류 변환기(64)는 2차 코일(62)에서 생성된 교류 유도 전류(IC)를 직류 전류(DC)로 변환한다.
충전 장치(66)는 직류 변환기(64)로부터 출력된 직류 전류(DC)를 이용하여 충전 작동을 수행하고, 수행의 결과에 따라 수신 전력(RP)을 생성할 수 있다. 즉, 충전 수신기(60)는 메인 배터리(70)를 충전하기 위해 전자기장(EF)으로부터 수신 전력(RP)을 생성한다.
실시 예에 따라, 충전 장치(66)와 메인 배터리(70)는 하나의 배터리로 구현될 수 있다. 이때, 직류 전류(DC)는 수신 전력(RP)으로서 메인 배터리(70)로 직접 공급될 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 충전 송신기의 구체적인 블록도를 나타낸다.
도 1과 도 4를 참조하면, 충전 송신기(40)는 전력 공급 장치(42), 신호 처리기(44), 교류 변환기(46), 및 1차 코일(48)을 포함할 수 있다.
전력 공급 장치(42)는 무선 충전 단말기(20)를 충전할 수 있는 전원을 의미할 수 있다. 예컨대, 전력 공급 장치(42)는 배터리를 의미할 수 있고, DC 신호 (PW)을 신호 처리기(44)로 공급할 수 있다. 예컨대, 소형 어선(예컨대, 5톤 미만)의 경우, 전력 공급 장치(42)는 15V 배터리를 의미할 수 있고, 5톤 이상의 어선의 경우, 전력 공급 장치(42)는 상기 어선에서 사용하는 자체 배터리를 의미할 수 있다.
신호 처리기(44)는, 전력 공급 장치(42)로부터 출력된 DC 신호(PW)와 제1충전 제어기(120)로부터 출력된 제어 신호(CS)를 이용하여, DC 신호(PW)를 PWM 신호로 변조하고, 변조된 PWM 신호(MC)를 출력할 수 있다. 실시 예에 따라, DC 신호 (PW)는 DC 전압 또는 DC 전류를 의미할 수 있고, 변조된 PWM 신호(MC)는 변조된 PWM 전압 또는 변조된 PWM 전류를 의미할 수 있다.
예컨대, 신호 처리기(44)는 제어 신호(CS)에 응답하여 PWM 신호의 주파수와 듀티 사이클(duty cicle)을 조절하고, 조절의 결과에 따라 주파수와 듀티 사이클 중에서 적어도 하나가 조절된 PWM 신호(MC)를 출력할 수 있다.
예컨대, 무선 통신 단말기(20)의 메인 메모리(70)가 많이 충전될수록, 변조된 PWM 신호(MC)의 주파수 및/또는 듀티 사이클은 감소할 수 있다. 이에 따라 교류 신호(AC)의 양이 감소하고, 전자기장(EF)의 양 또는 전자기파(EF)의 세기를 감소할 수 있다.
교류 변환기(46)는 신호 처리기(44)로부터 출력된 변조 PWM 신호(MC)를 교류 신호(AC)로 변환할 수 있다. 예컨대, 교류 신호(AC)는 교류 전압 또는 교류 전류를 의미할 수 있다.
1차 코일(48)은 교류 변환기(44)로부터 출력된 교류 신호(AC)를 이용하여 전자기장(EF)을 방출하는 기능을 수행할 수 있다. 상술한 바와 같이, 전자기장(EF)의 양 또는 전자기파(EF)의 세기는 항상 일정하지 않고, 메인 메모리(70)에 충전된 전압의 양에 대응되는 배터리 정보 신호(BIS)에 관련된 제어 신호(CS)에 따라 전자기장(EF)의 양 또는 전자기파(EF)의 세기를 조절(예컨대, 감소)할 수 있다.
도 5는 도 2에 도시된 제2충전 제어기의 구체적인 블록도를 나타낸다.
도 2와 도 5를 참조하면, 제2충전 제어기(100)는 제2제어 회로(105)와 제2무선 통신 회로(110)를 포함할 수 있다.
제2제어 회로(105)는 단말기 회로(80)로부터 출력된 배터리 충전 상태 신호 (BSS)를 제2무선 통신 회로(110)가 처리할 수 있는 제2중간 신호(SS2)로 변환할 수 있다.
제2무선 통신 회로(110)는 제2제어회로(105)로부터 출력된 제2중간 신호 (SS2)를 무선 통신에 적합한 배터리 정보 신호(BIS)로 변환할 수 있다.
도 6은 도 1에 도시된 제1충전 제어기의 구체적인 블록도를 나타낸다.
도 1과 도 6을 참조하면, 제1충전 제어기(120)는 제1무선 통신 회로(125)와 제1제어 회로(130)를 포함할 수 있다.
제1무선 통신 회로(125)는 제2충전 제어기(120)로부터 무선으로 출력된 배터리 정보 신호(BIS)를 제1제어 회로(130)가 처리할 수 있는 제1중간 신호(SS1)로 변환할 수 있다.
제1제어 회로(130)는 제1무선 통신 회로(125)로부터 출력된 제1중간 신호 (SS1)를 신호 처리기(44)가 처리할 수 있는 제어 신호(CS)로 변환할 수 있다. 예컨대, 제어 신호(CS)는 복수의 비트들을 포함하는 디지털 신호일 수 있다.
도 7은 도 1에 도시된 무선 충전 시스템의 작동을 설명하는 플로우차트이다.
도 1부터 도 7을 참조하면, 제2충전 제어기(100)는 제1충전 제어기(120)로 배터리 정보 신호(BIS)를 무선으로 전송한다(S110). 제1충전 제어기(120)는 배터리 정보 신호(BIS)가 메인 배터리(70)의 완전 충전을 지시하는 신호인지를 판단한다 (S120).
배터리 정보 신호(BIS)가 메인 배터리(70)가 완전히 충전되지 않음을 지시하는 신호일 때(S120), 제1충전 제어기(120)는 전자기장(EF)의 방출(예컨대, 전자기장(EF)의 방출 양 또는 전자기파(EF)의 방출 세기)를 유지할 수 있는 제어 신호 (CS)를 충전 송신기(40)로 전송한다. 따라서, 충전 송신기(40)는 제어 신호(CS)에 응답하여 전자기장(EF)의 방출을 유지한다(S130).
즉, 제1충전 제어기(120)는, 메인 배터리(70)가 완전히 충전됨을 지시하는 배터리 정보 신호(BIS)가 입력될 때까지, 배터리 정보 신호(BIS)에 상응하는 제어 신호(CS)에 응답하여 전자기장(EF)의 방출을 유지한다(S130).
그러나, 배터리 정보 신호(BIS)가 메인 배터리(70)가 완전히 충전됨을 지시하는 신호일 때(S120), 제1충전 제어기(120)는 전자기장(EF)의 방출을 정지시키기 위한 제어 신호(CS)를 충전 송신기(40)로 전송한다. 따라서, 충전 송신기(40)는 제어 신호(CS)에 응답하여 전자기장(EF)의 방출을 정지한다(S140).
또한, 실시간으로 입력되는 배터리 정보 신호(BIS)가 메인 배터리(70)의 충전 전압이 증가함을 나타내는 신호일 때(S120), 제1충전 제어기(120)는 전자기장(EF)의 방출을 감소시키기 위한 제어 신호(CS)를 충전 송신기(40)로 전송한다. 따라서, 충전 송신기(40)는 제어 신호(CS)에 응답하여 전자기장(EF)의 방출을 감소시킬 수 있다(S140).
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10: 무선 충전 시스템
20: 무선 충전 단말기
30: 무선 충전 단말기 거치대
40: 충전 송신기
60: 충전 수신기
70: 메인 배터리
80: 단말기 회로
90: RF 회로
100: 제2충전 제어기
120: 제1충전 제어기

Claims (15)

  1. 무선 충전 단말기에 있어서,
    무선 충전 단말기 거치대로부터 출력된 전자기파로부터 수신 전력을 생성하는 충전 수신기;
    상기 수신 전력에 의해 충전 작동을 수행하고, 충전된 전력을 RF 회로의 RF 배터리로 공급하고, 상기 무선 충전 단말기의 작동 전력을 생성하는 메인 배터리;
    입력 기기와 출력 기기의 작동을 제어하고, 상기 메인 배터리의 충전 상태를 확인하고, 확인의 결과에 따라 상기 메인 배터리의 충전 상태를 나타내는 배터리 충전 상태 신호를 출력하는 단말기 회로; 및
    상기 배터리 충전 상태 신호를 무선 배터리 정보 신호로 변환하고, 상기 무선 배터리 정보 신호를 상기 무선 충전 단말기 거치대로 무선으로 전송하는 충전 제어기를 포함하는 무선 충전 단말기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전자기파의 세기는 상기 무선 배터리 정보 신호에 따라 감소하는 무선 충전 단말기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 충전 수신기는,
    상기 무선 배터리 정보 신호에 따라 감소하는 상기 전자기파로부터 유도 전류를 출력하는 2차 코일; 및
    상기 2차 코일로부터 생성된 상기 유도 전류를 직류 전류로 변환하고 상기 DC 전류를 상기 메인 배터리로 공급하는 직류 변환기를 포함하는 무선 충전 단말기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 무선 충전 단말기는 완전 방수 기능을 갖는 무선 충전 단말기.
  5. 전자기파를 방출하는 무선 충전 단말기 거치대; 및
    상기 전자기파를 이용하여 수신 전력을 생성하고, 상기 수신 전력으로 메인 배터리를 충전하고, 상기 메인 배터리의 충전량을 나타내는 배터리 정보 신호를 생성하고, 상기 배터리 정보 신호를 상기 무선 충전 단말기 거치대로 무선으로 전송하는 무선 충전 단말기를 포함하고,
    상기 무선 충전 단말기 거치대는 상기 배터리 정보 신호에 응답하여 상기 전자기파의 세기를 감소시키는 무선 충전 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 무선 충전 단말기는,
    상기 메인 배터리의 상기 충전량의 증가에 따라 감소하는 세기를 갖는 상기 전자기파로부터 상기 수신 전력을 생성하는 충전 수신기;
    상기 메인 배터리에 충전된 전력을 이용하여 RF 배터리를 충전하는 RF 회로;
    입력 기기와 출력 기기의 작동을 제어하고, 상기 메인 배터리의 상기 충전량을 나타내는 배터리 충전 상태 신호를 출력하는 단말기 회로; 및
    상기 배터리 충전 상태 신호를 상기 배터리 정보 신호로 변환하는 충전 제어기를 포함하는 무선 충전 시스템.
  7. 제5항에 있어서, 상기 무선 충전 단말기 거치대는,
    제어 신호에 응답하여 상기 무선 충전 단말기로 방출되는 상기 전자기파의 세기를 제어하는 충전 송신기; 및
    상기 무선으로 전송된 상기 배터리 정보 신호에 기초하여 상기 제어 신호를 생성하는 충전 제어기를 포함하는 무선 충전 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 충전 송신기는,
    DC 신호를 출력하는 전력 공급 장치;
    상기 제어 신호에 응답하여 상기 DC 신호를 PWM 신호로 변조하고, 변조된 PWM 신호를 출력하는 신호 처리기;
    상기 변조 신호를 교류 신호로 변환하는 교류 변환기; 및
    상기 교류 신호를 이용하여 상기 전자기파를 출력하는 1차코일을 포함하는 무선 충전 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 신호 처리기는,
    상기 제어 신호에 응답하여 상기 PWM 신호의 주파수와 듀티 사이클을 조절하는 무선 충전 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 메인 배터리의 상기 충전량이 증가함에 따라 상기 주파수와 상기 듀티 사이클 각각은 감소하는 무선 충전 시스템.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 배터리 정보 신호가 상기 메인 배터리가 완전히 충전됨을 지시하는 신호일 때, 상기 충전 제어기는 상기 전자기파의 방출을 정지시키기 위한 상기 제어 신호를 상기 충전 송신기로 전송하고,
    상기 배터리 정보 신호가 상기 메인 배터리가 완전히 충전되지 않음을 지시하는 신호일 때, 상기 충전 제어기는 상기 전자기파의 방출을 유지하지 위한 상기 제어 신호를 충전 송신기로 전송하는 무선 충전 시스템.
  12. 제어 신호에 응답하여, 무선 충전 단말기로 방출되는 전자기파의 세기를 제어하는 충전 송신기; 및
    상기 무선 충전 단말기로부터 무선으로 전송된 배터리 정보 신호에 기초하여 상기 제어 신호를 생성하는 충전 제어기를 포함하는 무선 충전 단말기 거치대.
  13. 제12항에 있어서, 상기 충전 송신기는,
    DC 신호를 출력하는 전력 공급 장치;
    상기 제어 신호에 응답하여 상기 DC 신호를 PWM 신호로 변조하고, 변조된 PWM 신호를 출력하는 신호 처리기;
    상기 변조 신호를 교류 신호로 변환하는 교류 변환기; 및
    상기 교류 신호를 이용하여 상기 전자기파의 세기를 제어하는 1차코일을 포함하는 무선 충전 단말기 거치대.
  14. 제13항에 있어서, 상기 신호 처리기는,
    상기 제어 신호에 응답하여 상기 PWM 신호의 주파수와 듀티 사이클 중에서 적어도 하나를 변경하는 무선 충전 단말기 거치대.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 무선 충전 단말기의 메인 배터리의 충전량이 증가함에 따라 상기 주파수와 상기 듀티 사이클 중에서 적어도 하나는 감소하는 무선 충전 단말기 거치대.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102188866B1 (ko) * 2020-01-29 2020-12-11 주식회사 다산씨엔텍 유무선 충전 기능이 탑재된 휴대용 에어브러시
WO2021241772A1 (ko) * 2020-05-26 2021-12-02 엘지전자 주식회사 디스플레이 디바이스

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