KR20150115327A

KR20150115327A - Wireless Charger

Info

Publication number: KR20150115327A
Application number: KR1020140040156A
Authority: KR
Inventors: 정태훈
Original assignee: 정태훈
Priority date: 2014-04-03
Filing date: 2014-04-03
Publication date: 2015-10-14

Abstract

A wireless charger comprises a light shielding unit which prevents light from being emitted to the outside; and a light transmitter arranged in the light emitting unit. The light transmitter is manufactured by using at least one infrared LED device. The wireless charger charges using light supplied to a solar cell module. For this, the output of the infrared region is higher than that of the visible region when comparing the output of the infrared region and the visible region.

Description

Wireless Charger

본 발명은 각종 전자 디바이스를 충전하기 위한 무선충전 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a wireless charging device for charging various electronic devices.

태양 전지는 외부에서 들어온 빛에 의해 태양 전지의 반도체 내부에서 전자와 정공의 쌍이 생성되고, pn 접합에서 발생한 전기장에 의해 전자는 n형 반도체로 이동하고 정공은 p형 반도체로 이동함으로써 전력을 생산한다.In solar cells, a pair of electrons and holes are generated inside the semiconductor of the solar cell by the light coming from the outside, and electrons are transferred to the n-type semiconductor by the electric field generated at the pn junction, and holes are transferred to the p-type semiconductor to produce electric power .

최근 들어 휴대 전화기나 PDA(Personal Digital Assistance)와 같은 휴대용 전자디바이스의 보조 전원으로 사용할 수 있는 작고, 얇고, 가벼운 고출력 태양 전지 모듈이 연구되고 있다.In recent years, a small, thin, and light high output solar cell module that can be used as an auxiliary power source for a portable electronic device such as a cellular phone or a PDA (Personal Digital Assistance) has been studied.

그러나, 색깔 등 미관상 문제점이 많은 이유로 여전히 개선해야할 필요성이 제기되고 있는 실정이다. However, there is still a need to improve the cosmetic problems such as color.

한편, 태양전지의 경우 실내에서는 거의 충전이 이루어지지 않는 문제점이 항상 있어 왔다.
On the other hand, in the case of a solar cell, there is always a problem that charging is hardly performed in the room.

상술한 문제점을 해결하기 위한 기술적 수단으로 동 출원인은 한국출원번호 2014 -15781호에서 태양전지 모듈과 이를 구비한 전자기기를 출원한 바 있다.
As a technical means for solving the above-mentioned problems, the applicant has filed an application for a solar cell module and an electronic device having the same in Korean Patent Application No. 2014 -15781.

또한, 상술한 문제점을 해결하기 위한 다른 수단으로서 본 발명의 일측면은 무선 충전장치에 있어서, 광이 외부로 발광되는 것을 차광하는 차광수단; 및According to another aspect of the present invention, there is provided a wireless charging device including: a light shielding unit that shields light from being emitted to the outside; And

상기 차광수단 내부에 배치되는 광트랜스미터를 구비하되,And an optical transmitter disposed inside the light shielding means,

상기 광 트랜스미터는, The optical transmitter includes:

적어도 1개의 적외선 LED 소자를 이용하여 제작하되, 태양전지 모듈에 광을 공급하여 무선충전하기 위하여 적외선 영역과 가시광선 영역의 출력을 대비할 때 적외선 영역의 출력이 가시광선의 출력 보다 높은 광트랜스미터를 제공한다.The present invention provides an optical transmitter in which the output of the infrared region is higher than the output of the visible light ray when the output of the infrared region and the visible light region are compared with each other in order to supply the light to the solar cell module for wireless charging .

바람직하게는, 상기 적외선 LED 광을 다방향으로 분산하기 위해 스프레드층을 더 구비한다.Preferably, a spread layer is further provided for dispersing the infrared LED light in multiple directions.

바람직하게는, 상기 차광수단은 돔 형상을 가진다.Preferably, the shielding means has a dome shape.

바람직하게는, 상기 적외선 충전장치는 상기 차광수단을 바닥으로부터 지지하는 지지대를 추가로 구비한다.Preferably, the infrared ray charging apparatus further comprises a support for supporting the light shielding means from the floor.

바람직하게는, 상기 차광수단과 상기 바닥 사이에는 개구부를 더 구비하여 태양전지를 구비하는 충전대상물을 배치한다.
Preferably, an object to be charged including a solar cell is disposed further between the shielding means and the bottom.

본 발명의 다른 측면은 무선 충전장치에 있어서, According to another aspect of the present invention,

적어도 1개의 개폐구를 구비하는 밀폐된 하우징An enclosed housing having at least one access opening

상기 하우징의 내부에 배치되는 광트랜스미터를 구비하되,And an optical transmitter disposed inside the housing,

상기 광 트랜스미터는, The optical transmitter includes:

상기 하우징에는 추가로 적어도 1개의 자외선 LED 소자를 더 구비되는 것이 바람직하다.
The housing may further include at least one ultraviolet LED element.

본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.The present invention has the following effects.

본 발명의 일 형태는 적외선을 활용하여 충전이 가능하도록 함으로써 우리의 시각에는 영향이 없이 충전을 할 수 있게 된다.In an embodiment of the present invention, charging can be performed by utilizing infrared rays, so that charging can be performed without affecting the sight of the user.

본 발명의 다른 형태는 자외선과 적외선을 모두 활용하여 태양전지를 충전하면서 전자기기의 살균도 가능하게 한다.
Another aspect of the present invention makes it possible to sterilize electronic devices while charging solar cells by utilizing both ultraviolet rays and infrared rays.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선충전장치의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선충전장치의 개략도이다.1 and 2 are schematic views of a wireless charging apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic diagram of a wireless charging device according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the following embodiments of the present invention may be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to enable those skilled in the art to more fully understand the present invention.

(무선 충전)(Wireless charging)

동출원인에 의한 한국출원번호 2014 -15781호의 명세서 내용은 본 명세서에 병합된다. The contents of the specification of Korean Application No. 2014 -15781 by the applicant are incorporated herein.

본 무선충전 시스템은 태양전지의 종류에 관계없이 다양한 종류의 태양전지가 모두 적용가능하다. 그런데, 일반적으로 태양전지는 태양광이 없는 날씨가 좋지 않은 경우나 실내에서 충전이 제대로 되지 않는 문제를 가지고 있었다. 이 경우, 태양전지는 충전을 제대로 수행하지 못하는 경우가 있는데 본 발명의 무선충전 시스템은 이러한 문제를 해결하기 위하여 발명되었다. This wireless charging system can be applied to all kinds of solar cells regardless of the type of solar cell. However, in general, the solar cell has a problem in that the solar battery is not well-suited for the weather or the charging is not performed indoors. In this case, the solar cell may fail to charge properly, and the wireless charging system of the present invention has been invented to solve such a problem.

본 발명에서 언급되는 태양전지는 특별히 한정되지 않고 다양한 종류가 가능하지만, 바람직한 형태로는 투명태양전지 또는 적외선을 기본으로 하는 태양전지가 효과적일 수 있다. 이 경우, 2014 -15781호의 태양전지모듈을 이용하는 것이 효과적일 수 있다.
The solar cell referred to in the present invention is not particularly limited and various types can be used, but a transparent solar cell or a solar cell based on infrared rays may be a preferable mode. In this case, it may be effective to use a solar cell module of 2014 -15781.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 충전장치를 도시한 도면이다. 도 1은 본 발명의 무선충전장치의 결합 도면이고, 도 2는 본 발명의 무선충전장치의 분해 도면이다.
1 and 2 are views showing a wireless charging apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a combined view of the wireless charging apparatus of the present invention, and FIG. 2 is an exploded view of the wireless charging apparatus of the present invention.

무선 충전장치는 광이 외부로 발광되는 것을 차광하는 차광수단(950)과 상기 차광수단(950) 내부에 배치되는 광트랜스미터(900)를 구비한다. 지지대(960)을 추가로 구비할 수 있다. The wireless charging apparatus includes a light shielding unit 950 for shielding light from being emitted to the outside and an optical transmitter 900 disposed inside the light shielding unit 950. A support base 960 may be additionally provided.

광 트랜스미터(900)는, 적어도 1개의 적외선 LED 소자(910)를 이용하여 제작하되, 태양전지 모듈에 광을 공급하여 무선충전하기 위하여 적외선 영역과 가시광선 영역의 출력을 대비할 때 적외선 영역의 출력이 가시광선의 출력 보다 높은 광트랜스미터(900)를 제공한다.The optical transmitter 900 is fabricated using at least one infrared LED element 910. When the output of the infrared ray region and the visible ray region are compared with each other in order to supply light to the solar cell module for wireless charging, Providing an optical transmitter 900 that is higher than the output of the visible light.

바람직하게는, 상기 적외선 LED 광을 다방향으로 분산하기 위해 스프레드층(미도시)을 더 구비한다.
Preferably, a spread layer (not shown) is further provided to disperse the infrared LED light in multiple directions.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 무선충전장치는 광트랜스미터(900)에서 나온 광들이 차광수단에 의해 가둬지는 역할을 하게 된다. 실내의 탁자나 책상 등에 커버가 있는 조명등과 유사한 형상을 가지고 있지만, 내부에는 적외선 LED들에 의해 적외선이 다량으로 방출되고 있는 점이 특히 상이하다. Referring to FIGS. 1 and 2, the present wireless charging apparatus serves to confine the light emitted from the optical transmitter 900 by the shielding means. It has a similar shape to an illuminating lamp with a cover on a table or a desk in an indoor room, but is particularly different in that a large amount of infrared rays are emitted by infrared LEDs inside.

예를 들어 태양전지 충전모듈이 탑재된 손목밴드를 끼고 있는 사용자가 실내에서 생활하고 있다. 이때에는 사용자가 태양전지 모듈이 탑재된 손목밴드를 벗어서 무선충전장치의 광이 도달할 수 있는 차광수단 내부에 두면 무선충전이 자연스럽게 이루어진다. 광트랜스미터(900)는 바람직하게는 적외선 영역과 가시광선 영역의 출력을 대비할 때 적외선 영역의 출력이 가시광선의 출력 보다 높은 적외선 트랜스미터를 이용한다. 그 이유는 인간의 시각적으로 인식하지 못하도록 하는데 있다. 즉, 위와 같은 상황에서 인간은 다른 조명을 가지고 있을 확률이 높으므로 그 조명에 가급적 영향이 없는 것이 바람직하다. 또한, 적외선을 활용하는 경우 야간에 조명을 끈 상태로도 충전이 가능한 장점이 있다. For example, a user wearing a wristband with a solar cell charging module is living indoors. At this time, when the user leaves the wrist band on which the solar cell module is mounted and places it inside the light shielding means that the light of the wireless charging device can reach, the wireless charging is performed naturally. The optical transmitter 900 preferably uses an infrared transmitter whose output in the infrared region is higher than the output of the visible light line when the outputs of the infrared region and the visible region are compared. The reason is to prevent human visibility. In other words, it is desirable that the human being has a different illumination so that the illumination is not affected as much as possible. In addition, when the infrared ray is utilized, there is an advantage that charging can be performed even when the light is turned off at night.

한편, 이 경우, 태양전지 모듈이 적외선을 이용하여 50%이상의 ㅊ우전이 이루어지는 경우 특히 유리할 수 있다. 동 출원인은 특허출원 에서 이러한 태양전지 모듈에 대해 설명한 바 있다. 그 내용은 본 특허출원 명세서에 병합된다.
On the other hand, in this case, it may be particularly advantageous when the solar cell module is subjected to a surplus of 50% or more by using infrared rays. The Applicant has described such a solar cell module in the patent application. The contents of which are incorporated herein by reference.

한편, 적외선 트랜스미터(900)는 적어도 1개의 적외선 LED 소자(910)를 이용하여 제작할 수 있는데, 바람직하게는 복수개의 적외선 LED 소자를 다른 방향으로 발광하도록 배치하는 것이 효과적이다. 그리고, LED 소자는 직진성을 가지므로 이를 다양한 방향으로 고르게 분배하기 위하여 광스프레드(920)를 설치한다. 광스프레드(920)에 의해서는 LED 소자로 부터 나온 광이 여러 방향으로 고르게 분배될 수 있게 된다.On the other hand, the infrared transmitter 900 can be manufactured using at least one infrared LED element 910, and it is effective to arrange a plurality of infrared LED elements to emit light in different directions. In addition, since the LED element has a straightness, an optical spread 920 is installed to evenly distribute the LED element in various directions. The optical spread 920 allows the light emitted from the LED element to be evenly distributed in various directions.

또한, 적외선 LED 소자가 탑재된 하우징에는 LED 소자의 구동 제어 등을 위한 회로들이 구비된 PCB 기판이 구비될 수 있다.The housing on which the infrared LED device is mounted may be provided with a PCB substrate having circuits for driving and controlling the LED device.

또한, 필요에 따라서는 적외선 LED 소자로부터 나온 광의 파장을 선택적으로 통과시키기 위한 필터(미도시) 또는 파장조절기(미도시) 등이 추가될 수 있다. 이러한 필터는 일정 파장만 선택적으로 통과시킬 수 있는데 예를 들어, 적외선 LED 로부터 발광되는 광도 가시광선을 일부 포함하는 것이 일반적이므로 이러한 파장을 필요한 만큼 감소시킬 수 있다. In addition, a filter (not shown) or a wavelength adjuster (not shown) for selectively passing the wavelength of the light emitted from the infrared LED element may be added as needed. Such a filter can selectively pass only a certain wavelength. For example, since light emitted from an infrared LED generally includes a part of visible light, such a wavelength can be reduced as much as necessary.

가시광선 범위는 360nm에서 700nm까지의 범위를 갖는 것으로 정의한다. 700nm 이하의 파장인 경우는 가시광선이 되므로 본 발명의 적외선 트랜스미터는 바람직하게는, 700nm 이상의 출력이 전체 출력의 반이 넘도록 설계한다. 다만, 적외선 영역의 출력을 높이기 위해서는 필터, 파장조절기 등의 부가 장치가 추가되거나, 고가의 적외선 LED 를 사용해야 하는 등의 문제 때문에 무한정 적외선 비율을 높이는 것은 비효율적일 수 있다. The visible ray range is defined as having a range from 360 nm to 700 nm. In the case of a wavelength of 700 nm or less, visible light is generated, so that the infrared transmitter of the present invention is preferably designed such that an output of 700 nm or more is more than half of the total output. However, it may be inefficient to increase the infinite infinite ratio due to problems such as the addition of additional devices such as filters and wavelength controllers, or the use of expensive infrared LEDs in order to increase the output of the infrared region.

실제 구현예에 있어서는 무선충전장치 내부에서 나오는 광들 중 일부가 차광수단과 바닥 사이에 있는 개구부를 통하여 밖으로 나오는 구성일 수 있다. 이 경우, 적외선이므로 붉은 계통의 불빛이 개구부를 통해 새어나올 수 있고 사용자는 그 개구부에 태양전지 모듈을 올려놓음으로써 충전이 가능하고 충전되고 있음을 인지할 수 있다. 또한, 이러한 무선충전장치의 구성은 사용자가 전원을 연결해야만 충전을 할 수 있는 구성에 비해 편리성을 느낄 수 있다. 또한, 실제 충전가능한 상황임을 사용자가 인식할 수 있도록 구성함으로써 편리성은 배가된다.In an actual embodiment, some of the light emitted from the inside of the wireless charging device may come out through the opening between the shielding means and the bottom. In this case, since the infrared ray is emitted, red light can leak through the opening, and the user can recognize that the solar cell module is being charged and being charged by placing the solar cell module in the opening portion. In addition, the configuration of such a wireless charging device can be more convenient than a configuration in which a user can charge the battery only by connecting the power source. In addition, the convenience is doubled by configuring the user to recognize that the charging is actually possible.

다만, 필요에 따라서는 차광수단과 그 내부에 광트랜스미터를 구비하되, 폐쇄된 공간을 개구부를 두지 않는 것도 가능함은 물론이다. 이러한 경우는 예를 들어 지지대(960)를 생략하여 돔형상의 차광수단이 태양전지모듈을 완전히 덮는 구조로 제작할 수 있다. 이러한 경우라도 차광수단을 완전 불투명한 물질이 아니라 반투명 물질로 사용함으로써 충전 여부를 사용자가 확인할 수 있다. 한편, 완전 폐쇄된 무선충전장치를 구성하는 경우는 추가로 적어도 1개의 자외선 LED 소자를 차광수단 내부에 배치할 수 있다. 자외선은 직접 인체에 조사되는 경우 다소 유해한 것으로 알려져 있으므로, 폐쇄된 공간에서 자외선 LED를 배치하는 것이 효과적일 수 있다.However, it is needless to say that it is also possible to provide the light shielding means and the optical transmitter in the inside thereof, but it is also possible not to provide an opening in the closed space. In this case, for example, the support 960 may be omitted so that the dome-shaped shielding means completely covers the solar cell module. Even in this case, the light shielding means can be used as a translucent material instead of a completely opaque material, so that the user can confirm whether or not the light shielding material is charged. On the other hand, in the case of constructing a fully closed wireless charging device, at least one ultraviolet LED element can be disposed inside the light shielding means. Since ultraviolet radiation is known to be somewhat harmful when directly irradiated to the human body, it may be effective to dispose an ultraviolet LED in a closed space.

자외선은 태양전지 모듈에 조사되는 경우 충전에 도움이 되고, 태양전지 모듈이 탑재된 전자기기의 살균 작용에도 효과적일 수 있다. 예를 들어, 태양전지 모듈이 탑재된 휴대폰에 자외선을 조사하는 경우 태양전지 모듈의 충전 뿐 아니라 휴대폰의 살균에도 효과적일 수 있다.
Ultraviolet rays are useful for charging when irradiated to a solar cell module, and may also be effective for sterilizing an electronic device on which a solar cell module is mounted. For example, when ultraviolet rays are irradiated on a cell phone equipped with a solar cell module, it may be effective not only for charging the solar cell module but also for sterilizing the cell phone.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선충전장치를 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a wireless charging device according to another embodiment of the present invention.

도 3의 무선충전장치는 적어도 1개의 개폐구(2300)를 구비하는 밀폐된 하우징(2000)과 상기 하우징의 내부에 배치되는 광트랜스미터(2100,2200)를 구비한다. 2100, 2200 은 모두 적외선 LED 모듈로 구성하는 것도 가능하고 2100은 적외선 LED 모듈, 2200은 자외선 LED 모듈로 구성하는 것도 가능하다.The wireless charging apparatus of FIG. 3 includes a closed housing 2000 having at least one access opening 2300 and optical transmitters 2100 and 2200 disposed inside the housing. 2100 and 2200 can be configured as an infrared LED module, the 2100 can be configured as an infrared LED module, and the 2200 can be configured as an ultraviolet LED module.

도 3의 무선충전장치는 직육면체 형상으로 제작된 일예를 도시하고 있다. 이러한 무선 충전장치는 별도로 제작하는 것도 가능하고 다른 전자기기 등과 일체로 형성되는 것도 가능하다. 예를 들어, 도 3의 무선충전장치는 자동차 내부의 일정한 공간에 장착되는 것이 가능하고 이를 위해 형상이나 기능 등을 일부 개조하는 것이 가능하다. 개폐부(2300)는 사용자가 태양전지모듈을 내부에 넣을 수 있도록 열리고 닫히는 기능을 수행하도록 제작된다. 실제 구현예에 있어서는 개폐부의 일모서리에 경첩 등을 탑재하여 사용자가 손이나 태양전지 모듈로 밀면 자연스럽게 열리고 내부로 태양전지 모듈이 배치되고 사용자가 손을 빼면 중력에 의해 자동으로 닫히도록 구성하는 것이 가능하다. 개폐가 가능한 수단이면 이에 한정되지 않고 다양한 형태가 가능함은 물론이다.The wireless charging apparatus shown in Fig. 3 shows an example of being manufactured in a rectangular parallelepiped shape. The wireless charging device may be separately manufactured, or may be formed integrally with other electronic devices. For example, the wireless charging device of FIG. 3 can be mounted in a certain space inside the automobile, and it is possible to partially modify the shape, function, and the like. The opening and closing part 2300 is designed to perform a function of opening and closing the solar cell module so that the user can insert the solar cell module therein. In an actual implementation, it is possible to mount a hinge or the like on one corner of the opening and closing part so that when the user pushes the hand or the solar cell module, it opens naturally and the solar cell module is arranged inside and automatically closed by gravity when the user hands off Do. It is needless to say that the present invention is not limited to this, and various forms are possible.

도 3의 무선충전장치가 도 1의 무선충전장치와 차별적인 것은 개폐부가 별도로 형성되는 구조인 점이다. The wireless charging apparatus of FIG. 3 is different from the wireless charging apparatus of FIG. 1 in that the opening and closing unit is separately formed.

한편, 동출원인에 의한 한국출원번호 2014 -15781호의 명세서에 기재된 바와 같은 적외선 트랜스미터의 파장조절 기능을 본 발명의 무선충전장치에도 유사하게 적용할 수 있다. 다만, 자외선과 적외선을 모두 활용하여 충전하는 경우도 동일하게 적용가능하다. 즉, 광트랜스미터가 충전하고자 하는 태양전지 모듈의 적외선, 자외선 흡수분포를 모두 파악한 다음, 이에 대응하여 광 트랜스미터의 발광 파장분포를 조정할 수 있다. 이런 방식에 의하면, 발광광원과 태양전지모듈을 모두 적외선, 자외선 영역에서 최상의 효율이 나올 수 있도록 설계할 수 있다. Meanwhile, the wavelength control function of the infrared transmitter as described in Korean Patent Application No. 2014 -15781 by the applicant can be similarly applied to the wireless charging apparatus of the present invention. However, the present invention is equally applicable to charging using both ultraviolet rays and infrared rays. That is, the optical transmitter can grasp the infrared ray and ultraviolet ray absorption distribution of the solar cell module to be charged, and adjust the emission wavelength distribution of the optical transmitter accordingly. In this way, both the luminescent light source and the solar cell module can be designed to have the best efficiency in the infrared and ultraviolet region.

Claims

Shielding means for shielding light from being emitted to the outside; And
And an optical transmitter disposed inside the light shielding means,
The optical transmitter includes:
Wherein the output of the infrared region is higher than the output of the visible light ray when the output of the infrared region and the visible light region are compared with each other in order to wirelessly charge the solar cell module by supplying light to at least one infrared LED element.

The method according to claim 1,
Wherein the optical transmitter further comprises a spread layer for dispersing the infrared LED light in multiple directions.

The method according to claim 1,
Wherein the shielding means has a dome shape.

The method according to claim 1,
Wherein the wireless charging device further comprises a support for supporting the light shielding means from the floor.

The method according to claim 1,
Further comprising an opening between the light shielding means and the bottom to dispose the object to be filled with the solar cell.

An enclosed housing having at least one access opening; And
And an optical transmitter disposed inside the housing,
The optical transmitter includes:
Wherein the output of the infrared region is higher than the output of the visible light ray when the output of the infrared region and the visible light region are compared with each other in order to wirelessly charge the solar cell module by supplying light to at least one infrared LED element.

The method according to claim 6,
Wherein the housing further comprises at least one ultraviolet LED element.