KR20170026437A - 무선 충전 단말 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 단말은 배터리, 기 배터리의 전력을 통해 전자기를 발생하는 전력 송신 모듈, 유도 기전력을 통해 상기 배터리를 충전하는 전력 수신 모듈, 상기 배터리와 상기 전력 송신 모듈 및 상기 전력 수신 모듈 간을 전기적으로 연결 또는 차단하는 스위치, 타 무선 충전 단말이 근접함을 감지하여 근접 신호를 생성하는 근접 센서 및 상기 근접 신호가 생성되는 경우, 자 배터리 잔량 및 타 배터리 잔량에 따라 상기 스위치를 제어하는 송수신 제어기를 포함한다.

Description

무선 충전 단말 및 방법{TERMINAL AND METHOD FOR WIRELESS CHARGING}
본 발명은 무선 충전 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단말 간의 무선 충전을 수행하는 기술에 관한 것이다.
통신 기술이 발전하면서 무선 단말 장치가 대중화되었다. 무선 단말 장치는 배터리가 내장되어 있고, 배터리에 충전된 전력을 통해 동작하는 것이 일반적이다.
무선 단말 장치의 기능이 다양화됨에 따라 사용자들은 무선 단말 장치를 통해 다양한 서비스를 제공받을 수 있다. 하지만, 다양한 서비스를 제공받음으로 인해 무선 단말 장치의 배터리에 충전된 전력의 사용량이 증가함에 따라 배터리 방전으로 인한 무선 단말 장치의 동작이 중단되는 상황이 종종 발생한다.
따라서, 무선 단말 장치의 사용이 빈번한 사용자들은 별도의 충전 장치 또는 여분의 충전된 배터리를 별도로 소지하여야 하는 상황이 있다.
등록특허공보 10-0971705(무접점 충전 시스템)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 단말 간의 무선 충전을 통해 일 단말에 충전된 전력을 타 단말에게 제공하는 무선 충전 단말 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 무선 충전 단말이 제공된다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 충전 단말은 배터리, 상기 배터리의 전력을 통해 전자기를 발생하는 전력 송신 모듈, 유도 기전력을 통해 상기 배터리를 충전하는 전력 수신 모듈, 상기 배터리와 상기 전력 송신 모듈 및 상기 전력 수신 모듈 간을 전기적으로 연결 또는 차단하는 스위치, 타 무선 충전 단말이 근접함을 감지하는 근접 센서, 사용자로부터 자 무선 충전 단말과 타 무선 충전 단말의 무선 충전의 시작을 요청하는 사용자 입력부 및 근접 신호를 수신하거나 상기 사용자 입력부로부터 충전 요청 입력에 의해 상기 스위치를 제어하는 송수신 제어기를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 무선 충전 방법이 제공된다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 충전 방법은 근접 센서에 의해 타 무선 충전 단말이 근접함을 감지하는 단계, 사용자로부터 자 무선 충전 단말과 타 무선 충전 단말의 무선 충전의 시작을 요청하는 단계 및 근접 신호를 수신하거나 상기 사용자 입력부로부터 충전 요청 입력에 의해 상기 스위치를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 일 단말의 배터리에 충전된 전원을 이용하여 타 단말의 배터리를 충전할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 단말을 예시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 단말의 일 면에 내장된 전력 송신 모듈, 전력 수신 모듈 및 근접 센서의 위치를 예시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 단말과 타 무선 충전 단말이 무선 충전을 위해 근접한 것을 예시한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 단말이 무선 충전을 수행하는 과정을 예시한 순서도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 단말이 타 배터리 잔량을 산출하는 과정을 예시한 순서도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소로 신호를 “전송한다”로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되어 신호를 전송할 수 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 신호를 전송할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 단말을 예시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 단말의 일 면에 내장된 전력 송신 모듈, 전력 수신 모듈 및 근접 센서의 위치를 예시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 단말과 타 무선 충전 단말이 무선 충전을 위해 근접한 것을 예시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 단말은 통신 인터페이스(110), 송수신 제어기(120), 근접 센서(130), 스위치(140), 전력 송신 모듈(150), 전력 수신 모듈(160) 및 배터리(170)를 포함한다.
통신 인터페이스(110)는 공지된 프로토콜을 통해 타 단말과 통신을 수행한다.
송수신 제어기(120)는 스위치(140)를 제어하여 전력 수신 모듈(160)로부터 수신된 전력을 배터리(170)를 충전하거나, 배터리(170)에 충전된 전력을 전력 송신 모듈(150)을 통해 타 단말로 송신한다.
근접 센서(130)는 당해 무선 충전 단말(이하, 자 무선 충전 단말이라 지칭)이 타 무선 충전 단말과 무선 충전이 가능할 정도로 근접하였는지 감지한다. 예를 들어, 근접 센서(130)는 도 2의 220과 같이 접촉 단자를 포함할 수 있다. 따라서, 근접 센서(130)는 도 3과 같이 자 무선 충전 단말과 타 무선 충전 단말을 나란히 근접시키는 경우, 접촉 단자가 접촉함에 의해 통전되는 것을 감지할 수 있다. 근접 센서(130)는 접촉 단자를 통해 타 무선 충전 단말과 통전되는 경우, 자 무선 충전 단말과 타 무선 충전 단말이 무선 충전이 가능한 거리 내에 근접한 것으로 판단하고, 송수신 제어기(120)로 두 무선 충전 단말이 근접함을 알리는 근접 신호를 전송할 수 있다. 이 때, 구현 방식에 따라 무선 충전 단말은 사용자 입력부(미도시)를 포함할 수 있고, 사용자 입력부를 통해 사용자로부터 자 무선 충전 단말과 타 무선 충전 단말의 무선 충전의 시작을 요청하는 충전 요청 입력을 받을 수 있다. 사용자 입력부는 송수신 제어기(120)로 충전 요청 입력을 전송할 수 있다.
송수신 제어기(120)는 근접 센서(130)로부터 근접 신호를 수신하거나 사용자 입력부로부터 충전 요청 입력을 수신하는 경우, 타 무선 충전 단말의 배터리 잔량(이하, 타 배터리 잔량이라 지칭)을 확인한다. 예를 들어, 송수신 제어기(120)는 통신 인터페이스(110)를 통해 타 무선 충전 단말로 자 무선 충전 단말의 배터리 잔량(이하, 자 배터리 잔량이라 지칭)을 전송하고, 타 무선 충전 단말로부터 타 배터리 잔량을 수신할 수 있다. 또는, 송수신 제어기(120)는 스위치(140)를 통해 배터리(170)와 연결되지 않은 전력 수신 모듈(160) 상에 발생하는 유도 전압을 측정하고, 유도 전압에 미리 지정된 상수를 곱한 값을 타 배터리 잔량으로 산출할 수 있다.
송수신 제어기(120)는 자 배터리 잔량과 타 배터리 잔량 간의 차이가 미리 지정된 수치 이상인 경우, 자 배터리 잔량과 타 배터리 잔량 중 어느 것이 더 큰지 판단한다. 송수신 제어기(120)는 자 배터리 잔량이 타 배터리 잔량보다 큰 경우, 전력 송신 모듈(150)과 배터리(170)가 연결되도록 스위치(140)를 제어한다. 또한, 송수신 제어기(120)는 타 배터리 잔량이 자 배터리 잔량보다 큰 경우, 전력 수신 모듈(160)과 배터리(170)가 연결되도록 스위치(140)를 제어한다.
스위치(140)는 전력 송신 모듈(150) 및 전력 송신 모듈(150) 각각과 배터리(170) 간의 전기적 연결 또는 차단을 수행한다.
전력 송신 모듈(150)은 스위치(140)를 통해 배터리(170)와 연결되는 경우, 배터리에 축전된 전력을 통해 전자기를 발생한다. 예를 들어, 전력 송신 모듈(150)는 코일을 포함하고, 코일에 전력을 제공함으로써 전자기를 발생할 수 있다. 전력 송신 모듈(150)에서 발생한 전자기는 타 무선 충전 단말의 전력 수신 모듈에 기전력을 발생시키고, 타 무선 충전 단말은 해당 기전력을 통해 배터리를 충전할 수 있다.
전력 수신 모듈(160)은 스위치(140)를 통해 배터리(170)와 연결되고, 타 무선 충전 단말에 의해 발생된 전자기를 통해 기전력을 발생시키고, 해당 기전력을 통해 배터리(170)를 충전한다.
이 때, 도 2와 같이 전력 송신 모듈(150)은 무선 충전 단말의 후면 상 일 영역(240)에 내장되고, 전력 송신 모듈(150)은 무선 충전 단말의 후면 상 타 영역(250)에 내장될 수 있다. 이 때, 일 영역(240) 및 타 영역(250)은 무선 충전 단말의 후면 상의 중심선을 기준으로 서로 대칭되는 위치에 해당하는 영역일 수 있다. 따라서, 두 무선 충전 단말이 도 3과 같이 자 무선 충전 단말과 타 무선 충전 단말을 나란히 근접하는 경우, 자 무선 충전 단말의 전력 송신 모듈(150)과 타 무선 충전 단말의 전력 수신 모듈(160)이 서로 근접하고, 자 무선 충전 단말의 전력 수신 모듈(160)과 타 무선 충전 단말의 전력 송신 모듈(150)이 서로 근접할 수 있다.
배터리(170)는 스위치(140)를 통해 전력 송신 모듈(150) 및 전력 수신 모듈(160) 중 하나 이상과 연결되어, 배터리(170)의 전력을 전력 송신 모듈(150)로 송신하거나 전력 수신 모듈(160)로부터 발생된 기전력에 따른 전력을 수신 받아 충전한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 단말이 무선 충전을 수행하는 과정을 예시한 순서도이다. 이하 설명하는 각 과정은 무선 충전 단말의 각 기능부를 통해 수행되는 과정이나, 발명의 간결하고 명확한 설명을 위해 각 단계의 주체를 무선 충전 단말로 통칭하도록 한다.
도 4를 참조하면, 단계 410에서 무선 충전 단말은 타 무선 충전 단말이 근접함을 감지한다. 예를 들어, 무선 충전 단말은 근접 센서(130)를 통해 타 무선 충전 단말이 무선 충전이 가능한 거리 내로 근접했음을 감지할 수 있다.
단계 420에서 무선 충전 단말은 타 무선 충전 단말의 배터리 잔량인 타 배터리 잔량을 확인한다. 예를 들어, 무선 충전 단말은 통신 인터페이스(110)를 통해 공지된 프로토콜을 통해 타 무선 충전 단말로부터 타 배터리 잔량을 수신할 수 있다. 또는 무선 충전 단말은 전력 수신 모듈의 유도 전압을 기준으로 타 배터리 잔량을 산출할 수 있다. 유도 전압을 기준으로 타 배터리 잔량을 산출하는 과정은 추후 도 5를 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
단계 430에서 무선 충전 단말은 자 배터리 잔량과 타 배터리 잔량의 차이가 지정된 수치 이상인지 판단한다.
단계 430에서 자 배터리 잔량과 타 배터리 잔량의 차이가 지정된 수치 이상인 경우, 단계 440에서 자 배터리 잔량이 타 배터리 잔량보다 큰지 판단한다.
단계 440에서 자 배터리 잔량이 타 배터리 잔량보다 큰 경우, 단계 450에서 무선 충전 단말은 스위치를 전력 송신 모듈(150)로 연결한다. 즉, 자 배터리 잔량이 타 배터리 잔량보다 큰 경우, 무선 충전 단말은 스위치를 통해 전력 송신 모듈(150) 및 배터리(170)를 연결할 수 있다. 따라서, 무선 충전 단말은 배터리(170)에 충전된 전력을 통해 전력 송신 모듈(150)이 전자기를 발생시키도록 할 수 있다. 해당 전자기를 통해 타 무선 충전 단말은 기전력을 발생하여 배터리를 충전할 수 있다. 무선 충전 단말은 지정된 시간이 경과한 후, 단계 420부터의 과정을 다시 수행한다.
단계 440에서 타 배터리 잔량이 자 배터리 잔량보다 큰 경우, 단계 460에서 무선 충전 단말은 스위치를 전력 수신 모듈로 연결한다. 즉, 타 배터리 잔량이 타 배터리 잔량보다 큰 경우, 무선 충전 단말은 스위치를 통해 전력 수신 모듈(160) 및 배터리(170)를 연결할 수 있다. 따라서, 무선 충전 단말은 타 무선 충전 단말을 통해 발생한 전자기에 따라 전력 수신 모듈(160)에서 발생한 기전력을 통해 배터리(170)를 충전할 수 있다. 무선 충전 단말은 지정된 시간이 경과한 후, 단계 420부터의 과정을 다시 수행한다.
단계 430에서 배터리 잔량과 타 배터리 잔량의 차이가 지정된 수치 미만인 경우, 단계 470에서 무선 충전 단말은 스위치(140)와 전력 송신 모듈(150) 및 전력 수신 모듈(160)간 의 연결을 해제한다. 즉, 무선 충전 단말은 무선 충전 과정을 종료하기 위해 배터리(170)와 전력 송신 모듈(150) 및 전력 수신 모듈(160) 간의 연결을 해제할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 단말이 타 배터리 잔량을 산출하는 과정을 예시한 순서도이다. 도 5는 상술한 도 4의 단계 420에 해당하는 과정의 일 실시예일 수 있다.
도 5를 참조하면, 단계 510에서 무선 충전 단말은 전력 송신 모듈(150)에 스위치를 연결한다. 따라서, 무선 충전 단말은 전력 송신 모듈(150)을 통해 전자기를 발생하고, 해당 전자기를 통해 타 무선 충전 단말에 유도 기전력이 발생할 수 있다.
단계 520에서 무선 충전 단말은 전력 수신 모듈(160)의 유도 전압을 측정한다.
단계 530에서 무선 충전 단말은 유도 전압에 미리 지정된 상수를 곱한 값을 타 배터리 잔량으로 산출한다. 즉, 타 무선 충전 단말에서 발생하는 전자기에 따른 유도 전압은 타 무선 충전 단말의 배터리 잔량에 비례한다. 따라서, 무선 충전 단말은 타 배터리 잔량을 전력 수신 모듈(160)에 발생하는 유도 전압에 기반하여 타 배터리 잔량을 산출할 수 있다.
도 5와 같이 타 배터리 잔여량을 산출하는 경우, 무선 충전 단말은 별도의 통신 수단 없이도 타 무선 충전 단말의 배터리 잔여량을 확인하여 무선 충전 여부 및 무선 충전 방향을 결정할 수 있다. 따라서, 무선 충전 단말에서 통신 인터페이스(110)가 제외되는 경우에도, 무선 충전 단말은 도 4를 참조하여 상술한 무선 충전 과정을 수행할 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 실시 예를 중심으로 살펴보았다. 전술한 실시 예 외의 많은 실시 예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (3)

  1. 배터리;
    상기 배터리의 전력을 통해 전자기를 발생하는 전력 송신 모듈;
    유도 기전력을 통해 상기 배터리를 충전하는 전력 수신 모듈;
    상기 배터리와 상기 전력 송신 모듈 및 상기 전력 수신 모듈 간을 전기적으로 연결 또는 차단하는 스위치;
    타 무선 충전 단말이 근접함을 감지하는 근접 센서;
    사용자로부터 자 무선 충전 단말과 타 무선 충전 단말의 무선 충전의 시작을 요청하는 사용자 입력부; 및
    근접 신호를 수신하거나 상기 사용자 입력부로부터 충전 요청 입력에 의해 상기 스위치를 제어하는 송수신 제어기를 포함하는 무선 충전 단말.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 전력 송신 모듈은 상기 무선 충전 단말의 후면 상 일 영역에 내장되고, 상기 전력 수신 모듈은 무선 충전 단말의 후면 상 타 영역에 내장되되, 상기 일 영역 및 타 영역은 상기 무선 충전 단말의 후면 상의 중심선을 기준으로 서로 대칭되는 위치에 해당하는 영역인 무선 충전 단말.
  3. 무선 충전 단말이 무선 충전을 수행하는 방법에 있어서,
    근접 센서에 의해 타 무선 충전 단말이 근접함을 감지하는 단계;
    사용자로부터 자 무선 충전 단말과 타 무선 충전 단말의 무선 충전의 시작을 요청하는 단계; 및
    근접 신호를 수신하거나 상기 사용자 입력부로부터 충전 요청 입력에 의해 상기 스위치를 제어하는 단계를 포함하는 무선 충전 방법.

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