KR20170093549A - 유무선 충전 장치 - Google Patents

Abstract

각종 전자기기의 배터리로 전력을 공급하여 충전시킬 수 있는 유무선 충전 장치가 개시된다. 이러한 유무선 충전 장치는 어댑터 연결포트, 유선 연결포트, 무선 충전부, 배터리부, 제1 스위치, 제2 스위치, 제3 스위치 및 제어부를 포함한다. 상기 어댑터 연결포트는 제1 직류전압의 전력을 공급할 수 있는 어댑터와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 유선 연결포트는 외부 전자기기와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 무선 충전부는 이동 전자기기로 무선 전력을 공급할 수 있다. 상기 배터리부는 상기 어댑터 연결포트와 전기적으로 연결된다. 상기 제1 스위치는 상기 배터리부 및 상기 유선 연결포트 사이의 전기적인 연결을 스위칭할 수 있다. 상기 제2 스위치는 상기 어댑터 연결포트 및 상기 무선 충전부 사이의 전기적인 연결을 스위칭할 수 있다. 상기 제3 스위치는 상기 배터리부 및 상기 무선 충전부 사이의 전기적인 연결을 스위칭할 수 있다. 상기 제어부는 상기 배터리부, 상기 제1 스위치, 상기 제2 스위치 및 상기 제3 스위치를 각각 제어할 수 있다. 이로써, 상기 유무선 충전 장치는 유선 및 무선을 포함한 다양한 방식으로 각종 전자기기의 배터리로 전력을 공급하여 충전시킬 수 있다.

Description

유무선 충전 장치{WIRE AND WIRELESS CHARGING APPARATUS}

본 발명은 유무선 충전 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 휴대 단말기와 같은 이동 전자기기로 유선 또는 무선으로 전력을 공급하여 충전시킬 수 있는 유무선 충전 장치에 관한 것이다.

최근 들어 디지털 카메라, 이동통신 단말기 등의 휴대용 전자기기인 이동 전자기기의 보급이 가속화되어가고 있고, 스마트폰과 태블릿 PC의 보급에 의해 고성능의 이동 전자기기의 보급 또한 급격히 확산되고 있다.

이러한 이동 전자기기들은 휴대성을 위하여 모두 배터리를 구비하는 특징을 가진다. 상기 배터리들은 주기적으로 충전되어야 하고, 이 경우 사용자들은 이동 전자기기의 구입시 함께 제공된 충전기에 해당 전자기기를 전기적으로 연결시켜 배터리의 충전 작업을 수행하여야만 한다. 그러나 이러한 충전 방식은 해당 전자기기를 충전 커넥터를 통해 충전기에 연결시켜야하는 번거로움이 발생한다.

이러한 이동 전자기기의 충전 번거로움을 해소하기 위하여, 최근 무선 충전 패드를 이용한 무선 충전 기술이 개발되어 보급되고 있다.

무선 충전 기술이란 무선 전력 송수신 또는 전송 기술의 다른 말로써, 예를 들어 전자기기를 별도의 충전 커넥터를 연결하지 않고, 무선 충전 패드 주변에 위치시키기만 하면 자동으로 해당 전자기기의 배터리로 전력이 공급되어 충전되는 기술을 의미한다. 이러한 무선 충전 기술은 충전 커넥터를 통한 전기적인 연결이 필요하지 않으므로 이동 전자기기의 휴대성을 높일 수 있어 주목받고 있는 기술이다.

그러나 이러한 무선 충전 패드는 외부 전원과 유선으로 연결되어 외부 전원의 전력을 이동 전자기기로 무선 공급하는 것으로서, 해당 무선 충전 패드와 외부 전원을 유선으로 연결해야하는 불편함이 여전히 남아있다.

따라서, 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 다양한 방식으로 각종 전자기기의 배터리로 전력을 공급하여 충전시킬 수 있는 유무선 충전 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 의한 유무선 충전 장치는 어댑터 연결포트, 유선 연결포트, 무선 충전부, 배터리부, 제1 스위치, 제2 스위치, 제3 스위치 및 제어부를 포함한다.

상기 어댑터 연결포트는 제1 직류전압의 전력을 공급할 수 있는 어댑터와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 유선 연결포트는 외부 전자기기와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 무선 충전부는 이동 전자기기로 무선 전력을 공급할 수 있다. 상기 배터리부는 상기 어댑터 연결포트와 전기적으로 연결된다. 상기 제1 스위치는 상기 배터리부 및 상기 유선 연결포트 사이의 전기적인 연결을 스위칭할 수 있다. 상기 제2 스위치는 상기 어댑터 연결포트 및 상기 무선 충전부 사이의 전기적인 연결을 스위칭할 수 있다. 상기 제3 스위치는 상기 배터리부 및 상기 무선 충전부 사이의 전기적인 연결을 스위칭할 수 있다. 상기 제어부는 상기 배터리부, 상기 제1 스위치, 상기 제2 스위치 및 상기 제3 스위치를 각각 제어할 수 있다.

상기 제어부는 상기 어댑터가 상기 어댑터 연결포트에 연결되어 있다고 판단하면, 상기 어댑터로부터 공급되는 상기 제1 직류전압의 전력을 이용하여 구동시키는 어댑터 모드로 동작되고, 상기 어댑터가 상기 어댑터 연결포트에 연결되어 있지 않는다고 판단하면, 상기 배터리부 내에 충전되어 있는 충전 전력을 이용하여 구동시키는 배터리 모드로 동작될 수 있다.

상기 어댑터 모드는 상기 외부 전자기기가 상기 유선 연결포트에 연결되어 있다고 판단될 때 상기 외부 전자기기로 상기 제1 직류전압의 전력이 공급되도록 제어되는 제1 어댑터 모드, 및 상기 무선 충전부가 상기 이동 전자기기로 무선 전력을 공급할 수 있다고 판단될 때 상기 무선 충전부로 상기 제1 직류전압의 전력이 공급되도록 제어되는 제2 어댑터 모드를 포함할 수 있다.

상기 어댑터 모드는 상기 외부 전자기기가 상기 유선 연결포트에 연결되어 있다고 판단될 때, 상기 제1 직류전압과 다른 제2 직류전압의 전력을 상기 외부 전자기기로 공급되도록 제어되는 제3 어댑터 모드를 더 포함할 수 있다.

상기 제3 어댑터 모드는 상기 배터리부로부터 상기 충전 전력을 제공받아 상기 제2 직류전압의 전력으로 변경하여 상기 외부 전자기기로 공급되도록 제어되는 모드일 수 있다.

상기 유무선 충전 장치는 변압 IC 및 전압 선택 IC를 더 포함할 수 있다. 상기 변압 IC는 상기 제어부에 의해 제어되고, 상기 배터리부로부터 상기 충전 전력을 제공받아 변압시켜 상기 제2 직류전압의 전력을 상기 유선 연결포트로 공급할 수 있다. 상기 전압 선택 IC는 상기 유선 연결포트에 상기 외부 전자기기가 연결시 상기 외부 전자기기의 동작 전압을 감지하여, 상기 제어부가 상기 제1 어댑터 모드 및 상기 제3 어댑터 모드 중 하나로 동작되도록 상기 제어부를 제어할 수 있다.

상기 제1 어댑터 모드는 상기 배터리부가 상기 어댑터 연결포트로부터 제공되는 상기 제1 직류전압의 전력을 이용하여 내부 충전하면서 상기 제1 스위치 및 상기 제3 스위치로 출력하도록 제어되고, 상기 제1 스위치는 상기 배터리부에서 상기 유선 연결포트로 상기 제1 직류전압의 전력이 전달되도록 ON의 상태로 제어되며, 상기 제2 스위치는 상기 어댑터 연결포트에서 상기 무선 충전부로 상기 제1 직류전압의 전력이 전달되도록 ON의 상태로 제어되고, 상기 제3 스위치는 상기 배터리부에서 상기 무선 충전부로 상기 제1 직류전압의 전력이 전달되지 않도록 OFF의 상태로 제어되며, 상기 변압 IC는 상기 유선 연결포트로 상기 제2 직류전압의 전력이 공급되지 않도록 OFF의 상태로 제어되는 모드일 수 있다.

상기 제2 어댑터 모드는 상기 배터리부가 상기 어댑터 연결포트로부터 제공되는 상기 제1 직류전압의 전력을 이용하여 내부 충전하면서 상기 제1 스위치 및 상기 제3 스위치로 출력하도록 제어되고, 상기 제1 스위치는 상기 배터리부에서 상기 유선 연결포트로 상기 제1 직류전압의 전력이 전달되지 않도록 OFF의 상태로 제어되며, 상기 제2 스위치는 상기 어댑터 연결포트에서 상기 무선 충전부로 상기 제1 직류전압의 전력이 전달되도록 ON의 상태로 제어되고, 상기 제3 스위치는 상기 배터리부에서 상기 무선 충전부로 상기 제1 직류전압의 전력이 전달되지 않도록 OFF의 상태로 제어되며, 상기 변압 IC는 상기 유선 연결포트로 상기 제2 직류전압의 전력이 공급되지 않도록 OFF의 상태로 제어되는 모드일 수 있다.

상기 제3 어댑터 모드는 상기 배터리부가 상기 어댑터 연결포트로부터 제공되는 상기 제1 직류전압의 전력을 이용하여 내부 충전하면서 상기 제1 스위치 및 상기 제3 스위치로 출력하도록 제어되고, 상기 제1 스위치는 상기 배터리부에서 상기 유선 연결포트로 상기 제1 직류전압의 전력이 전달되지 않도록 OFF의 상태로 제어되며, 상기 제2 스위치는 상기 어댑터 연결포트에서 상기 무선 충전부로 상기 제1 직류전압의 전력이 전달되도록 ON의 상태로 제어되고, 상기 제3 스위치는 상기 배터리부에서 상기 무선 충전부로 상기 제1 직류전압의 전력이 전달되지 않도록 OFF의 상태로 제어되며, 상기 변압 IC는 상기 유선 연결포트로 상기 제2 직류전압의 전력이 공급되도록 ON의 상태로 제어되는 모드일 수 있다.

한편, 상기 배터리 모드는 상기 외부 전자기기가 상기 유선 연결포트에 연결되어 있다고 판단될 때 상기 외부 전자기기로 상기 충전 전력이 공급되도록 제어되는 제1 배터리 모드, 및 상기 무선 충전부가 상기 이동 전자기기로 무선 전력을 공급할 수 있다고 판단될 때 상기 무선 충전부로 상기 충전 전력이 공급되도록 제어되는 제2 배터리 모드를 포함할 수 있다.

상기 배터리 모드는 상기 외부 전자기기가 상기 유선 연결포트에 연결되어 있다고 판단될 때, 상기 제1 직류전압과 다른 제2 직류전압의 전력을 상기 외부 전자기기로 공급되도록 제어되는 제3 배터리 모드를 더 포함할 수 있다.

상기 제3 배터리 모드는 상기 배터리부로부터 상기 충전 전력을 제공받아 상기 제2 직류전압의 전력으로 변경하여 상기 외부 전자기기로 공급되도록 제어되는 모드일 수 있다.

상기 유무선 충전 장치는 변압 IC 및 전압 선택 IC를 더 포함할 수 있다. 상기 변압 IC는 상기 제어부에 의해 제어되고, 상기 배터리부로부터 상기 충전 전력을 제공받아 변압시켜 상기 제2 직류전압의 전력을 상기 유선 연결포트로 공급할 수 있다. 상기 전압 선택 IC는 상기 유선 연결포트에 상기 외부 전자기기가 연결시 상기 외부 전자기기의 동작 전압을 감지하여, 상기 제어부가 상기 제1 어댑터 모드 및 상기 제3 어댑터 모드 중 하나로 동작되도록 상기 제어부를 제어할 수 있다.

상기 제1 배터리 모드는 상기 배터리부가 상기 제1 스위치 및 상기 제3 스위치로 상기 충전 전력을 방전시키도록 제어되고, 상기 제1 스위치는 상기 배터리부에서 상기 유선 연결포트로 상기 충전 전력이 전달되도록 ON의 상태로 제어되며, 상기 제2 스위치는 상기 어댑터 연결포트 및 상기 무선 충전부 사이가 전기적으로 연결되지 않도록 OFF의 상태로 제어되고, 상기 제3 스위치는 상기 배터리부에서 상기 무선 충전부로 상기 충전 전력이 전달되도록 ON의 상태로 제어되며, 상기 변압 IC는 상기 유선 연결포트로 상기 제2 직류전압의 전력이 공급되지 않도록 OFF의 상태로 제어되는 모드일 수 있다.

상기 제2 배터리 모드는 상기 배터리부가 상기 제1 스위치 및 상기 제3 스위치로 상기 충전 전력을 방전시키도록 제어되고, 상기 제1 스위치는 상기 배터리부에서 상기 유선 연결포트로 상기 충전 전력이 전달되지 않도록 OFF의 상태로 제어되며, 상기 제2 스위치는 상기 어댑터 연결포트 및 상기 무선 충전부 사이가 전기적으로 연결되지 않도록 OFF의 상태로 제어되고, 상기 제3 스위치는 상기 배터리부에서 상기 무선 충전부로 상기 충전 전력이 전달되도록 ON의 상태로 제어되며, 상기 변압 IC는 상기 유선 연결포트로 상기 제2 직류전압의 전력이 공급되지 않도록 OFF의 상태로 제어되는 모드일 수 있다.

상기 제3 배터리 모드는 상기 배터리부가 상기 제1 스위치 및 상기 제3 스위치로 상기 충전 전력을 방전시키도록 제어되고, 상기 제1 스위치는 상기 배터리부에서 상기 유선 연결포트로 상기 충전 전력이 전달되지 않도록 OFF의 상태로 제어되며, 상기 제2 스위치는 상기 어댑터 연결포트 및 상기 무선 충전부 사이가 전기적으로 연결되지 않도록 OFF의 상태로 제어되고, 상기 제3 스위치는 상기 배터리부에서 상기 무선 충전부로 상기 충전 전력이 전달되도록 ON의 상태로 제어되며, 상기 변압 IC는 상기 유선 연결포트로 상기 제2 직류전압의 전력이 공급되도록 ON의 상태로 제어되는 모드일 수 있다.

상기 유무선 충전 장치는 상기 제어부가 상기 배터리 모드로 동작될 때, 상기 배터리부에서 상기 무선 충전부로 상기 충전 전력이 전달되는 것을 허용 및 차단시킬 수 있도록 상기 제어부를 제어할 수 있는 스위치 버튼을 더 포함할 수 있다.

상기 제어부는 상기 스위치 버튼이 기준 시간 이상 눌려졌다고 판단되면, 상기 배터리부에서 상기 무선 충전부로 상기 충전 전력이 전달되도록 상기 제3 스위치를 ON의 상태로 제어하고, 상기 스위치 버튼이 상기 기준 시간 미만 눌려졌다고 판단되면, 상기 배터리부에서 상기 무선 충전부로 상기 충전 전력이 전달되지 않도록 상기 제3 스위치를 OFF의 상태로 제어할 수 있다.

상기 배터리부는 배터리 및 충전 IC를 포함할 수 있다. 상기 배터리는 상기 충전 전력을 저장할 수 있다. 상기 충전 IC는 상기 제어부에 의해 제어되어, 상기 어댑터 연결포트로부터 상기 제1 직류전압의 전력을 제공받을 시 상기 배터리를 충전시키면서 상기 제1 스위치 및 상기 제3 스위치로 상기 제1 직류전압의 전력을 출력시키거나, 상기 배터리로부터 상기 충전 전력을 제공받아 상기 제1 스위치 및 상기 제3 스위치로 출력시킬 수 있다.

상기 무선 충전부는 무선 충전 IC, 풀브리지 FET 및 코일 블록을 포함할 수 있다. 상기 무선 충전 IC는 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치와 전기적으로 연결된다. 상기 풀브리지 FET는 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치와 전기적으로 연결되고, 상기 무선 충전 IC에 의해 제어되어, 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치 중 어느 하나로부터 제공된 전력을 스위칭하여 출력시킬 수 있다. 상기 코일 블록은 상기 풀브리지 FET로부터 제공되는 전력을 이용하여 상기 이동 전자기기로 무선 전력을 전송시킬 수 있다.

상기 무선 충전 IC는 상기 코일 블록이 상기 이동 전자기기로 무선 전력을 공급할 수 있는지 여부를 인지하여 상기 제어부로 제공할 수 있다.

상기 유무선 충전 장치는 상기 제어부에 의해 제어되는 제1 및 제2 발광 소자들을 더 포함할 수 있다. 상기 제어부는 상기 어댑터 연결포트에 상기 어댑터가 연결되어 있을 때, 제1 발광 소자를 발광하도록 제어하고, 상기 무선 충전부가 상기 이동 전자기기로 무선 전력을 공급할 수 있을 때, 제2 발광 소자를 발광하도록 제어할 수 있다.

이와 같이 본 발명에 의한 유무선 충전 장치에 따르면, 상기 유무선 충전 장치가 어댑터와 전기적으로 연결되어 있는지 여부를 판단하여, 상기 어댑터와 연결되어 있을 경우 상기 어댑터로부터 제공되는 외부 전력을 이용하여 구동되고, 상기 어댑터와 연결되어 있지 않을 경우 배터리에 저장되어 있는 충전 전력을 이용하여 구동될 수 있다.

또한, 상기 유무선 충전 장치는 외부 전자기기가 유선 연결포트와 전기적으로 연결되어 있는지 여부 및 무선 충전부가 이동 전자기기로 무선 전력을 공급할 수 있는지 여부를 판단하여, 상기 외부 전자기기가 상기 유선 연결포트에 전기적으로 연결되어 있을 경우 상기 외부 전자기기로 전력을 유선으로 공급하고, 상기 무선 충전부가 상기 이동 전자가기로 무선 전력을 공급할 수 있을 경우, 상기 이동 전자기기로 전력을 무선으로 공급할 수 있다.

또한, 상기 유무선 충전 장치는 사용자가 스위치 버튼을 2초 이상 눌렀는지 아니며 2초 미만으로 눌렀는지를 판단하여, 상기 배터리부에서 상기 무선 충전부로 전력이 공급되는 것을 허용 또는 차단시킬 수 있다. 그에 따라, 상기 유무선 충전 장치는 상기 무선 충전부가 상기 이동 전자기기로 무선 전력을 공급하지 않을 경우, 상기 무선 충전부로 제공되는 전력을 차단하여 상기 무선 충전부에서 낭비되는 전력을 최소화시킬 수 있다.

이와 같이, 상기 유무선 충전 장치는 다양한 방식으로 무선 충전을 수행할 수 있어, 사용자의 편리성이 보다 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유무선 충전 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 유무선 충전 장치를 상세하게 도시한 블록도이다.
도 3은 도 2의 유무선 충전 장치의 제어 모드를 나타낸 표이다.
도 4는 도 3의 제어 모드 중 제1 어댑터 모드로 동작되는 상태를 도시한 블록도이다.
도 5는 도 3의 제어 모드 중 제2 어댑터 모드로 동작되는 상태를 도시한 블록도이다.
도 6은 도 3의 제어 모드 중 제3 어댑터 모드로 동작되는 상태를 도시한 블록도이다.
도 7은 도 3의 제어 모드 중 제1 배터리 모드로 동작되는 상태를 도시한 블록도이다.
도 8은 도 7의 제1 배터리 모드에서 무선 충전 전력이 차단되는 상태를 도시한 블록도이다.
도 9는 도 8의 제1 배터리 모드에서 무선 충전 전력이 허용되는 상태를 도시한 블록도이다.
도 10은 도 3의 제어 모드 중 제2 배터리 모드로 동작되는 상태를 도시한 블록도이다.
도 11은 도 10의 제2 배터리 모드에서 무선 충전 전력이 차단되는 상태를 도시한 블록도이다.
도 12는 도 11의 제2 배터리 모드에서 무선 충전 전력이 허용되는 상태를 도시한 블록도이다.
도 13은 도 3의 제어 모드 중 제3 배터리 모드로 동작되는 상태를 도시한 블록도이다.
도 14는 도 13의 제3 배터리 모드에서 무선 충전 전력이 차단되는 상태를 도시한 블록도이다.
도 15는 도 14의 제3 배터리 모드에서 무선 충전 전력이 허용되는 상태를 도시한 블록도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 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.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유무선 충전 장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 유무선 충전 장치를 상세하게 도시한 블록도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 의한 유무선 충전 장치(100)는 어댑터(200)와 전기적으로 연결될 경우 상기 어댑터(200)로부터 전력을 공급받아 구동되고, 외부 전자기기(300)와 유선으로 전력을 공급하거나 이동 전자기기(400)으로 무선으로 전력을 공급할 수 있다.

본 실시예에서, 상기 어댑터(200)는 교류 전력을 직류전력으로 변환시킬 수 있는 일반적인 어댑터 장치뿐만 아니라, 직류 전력을 출력시킬 수 있는 그 외 다른 장치, 예를 들어 USB 포트 등을 통해 직류 전력을 출력시킬 수 있는 데스크탑 PC, 노트북 PC 등을 포함할 수 있다.

또한, 상기 외부 전자기기(300)는 상기 유무선 충전 장치(100)와 유선으로 연결되어 전력을 공급받을 수 있는 전자기기로, 유선으로 전력을 공급받을 수 있는 유선 전력 수신 장치를 구비하는 모든 전자기기를 대상으로 할 수 있다.

또한, 상기 이동 전자기기(400)는 이동 및 휴대가 가능하면서 상기 유무선 충전 장치(100)로부터 무선 전력을 공급받을 수 있는 전자기기로, 무선으로 전력을 공급받을 수 있는 무선 전력 수신 장치를 구비하는 모든 전자기기를 대상으로 할 수 있다.

한편, 임의의 전자기기가 상기 유선 전력 수신 장치 및 상기 무선 전력 수신 장치를 모두 구비할 경우, 상기 외부 전자기기(300) 및 상기 이동 전자기기(400) 모두가 될 수 있다. 예를 들어, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(notebook computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 카메라, 네비게이션, 타블렛 컴퓨터(tablet computer), 이북(e-book) 단말기 등은 상기 유선 전력 수신 장치 및 상기 무선 전력 수신 장치 중 무엇을 구비하느냐에 따라 상기 외부 전자기기(300) 및 상기 이동 전자기기(400) 중 어느 하나 또는 모두가 될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 유무선 충전 장치(100)는 어댑터 연결포트(110), 유선 연결포트(120), 무선 충전부(130), 배터리부(140), 스위치부(150), 제어부(160)를 포함할 수 있다.

상기 어댑터 연결포트(110)는 제1 직류전압의 전력, 예를 들어 5V 및 2A의 직류 전력을 공급할 수 있는 상기 어댑터(200)와 어댑터 연결선에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 어댑터 연결포트(110)는 일반 USB 포트 및 마이크로 USB 포트 중 어느 하나일 수 있다. 도 1에서는 상기 어댑터 연결포트(110)가 마이크로 USB 포트인 것을 일예로 도시하였다.

상기 유선 연결포트(120)는 상기 외부 전자기기(300)와 포트 연결선에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, 상기 유선 연결포트(120)는 일반 USB 포트 및 마이크로 USB 포트 중 어느 하나일 수 있다. 도 1에서는 상기 유선 연결포트(120)가 일반 USB 포트인 것을 일예로 도시하였다.

상기 무선 충전부(130)는 상기 이동 전자기기(400)로 무선 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어, 상기 무선 충전부(130)는 무선 충전 IC(132), 풀브리지 FET(134) 및 코일 블록(136)을 포함할 수 있다. 상기 무선 충전 IC(132)는 무선 충전을 위해 상기 풀브리지 FET(134)를 제어할 수 있다. 상기 풀브리지 FET(134)는 상기 무선 충전 IC(132)에 의해 제어되어, 입력된 직류 전력을 스위칭하여 출력시킬 수 있다. 상기 코일 블록(136)은 상기 풀브리지 FET(132)로부터 제공되는 전력을 이용하여 상기 이동 전자기기(300)로 무선 전력을 전송시킬 수 있다.

상기 배터리부(140)는 상기 어댑터 연결포트(110)와 전기적으로 연결되고, 상기 어댑터 연결포트(110)로부터 제공되는 상기 제1 직류전압의 전력을 이용하여 충전될 수 있다. 예를 들어, 상기 배터리부(140)는 배터리(142) 및 충전 IC(144)를 포함할 수 있다. 상기 배터리(142)는 내부에 충전 전력을 저장할 수 있다. 상기 충전 IC(144)는 상기 어댑터 연결포트(110) 및 상기 배터리(142) 사이에 전기적으로 연결되고, 상기 어댑터 연결포트(110)로부터 제공되는 상기 제1 직류전압의 전력을 이용하여 상기 배터리(142)를 충전시켜 상기 충전 전력을 생성하거나, 상기 배터리(142)로부터 상기 충전 전력을 제공받아 외부로 제공시킬 수도 있다.

상기 스위치부(150)는 제1 스위치(152), 제2 스위치(154), 제3 스위치(156)를 포함할 수 있다.

상기 제1 스위치(152)는 상기 배터리부(140) 및 상기 유선 연결포트(120) 사이의 전기적인 연결을 스위칭할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 스위치(152)는 일단이 상기 충전 IC(144)와 전기적으로 연결되고 타단이 상기 유선 연결포트(120)와 전기적으로 연결되며, 상기 충전 IC(144) 및 상기 유선 연결포트(120) 사이의 전기적인 연결을 턴온(turn-on)/턴오프(turn-off)시킬 수 있다.

상기 제2 스위치(154)는 상기 어댑터 연결포트(110) 및 상기 무선 충전부(130) 사이의 전기적인 연결을 스위칭할 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 스위치(154)는 일단이 상기 어댑터 연결포트(110)와 전기적으로 연결되고 타단이 상기 무선 충전 IC(132) 및 상기 풀 브리지 FET(134)와 전기적으로 연결되며, 상기 어댑터 연결포트(110) 및 상기 무선 충전 IC(132) 사이의 전기적인 연결 그리고 상기 어댑터 연결포트(110) 및 상기 풀 브리지 FET(134) 사이의 전기적인 연결을 턴온(turn-on)/턴오프(turn-off)시킬 수 있다.

상기 제3 스위치(156)는 상기 배터리부(140) 및 상기 무선 충전부(130) 사이의 전기적인 연결을 스위칭할 수 있다. 구체적으로, 상기 제3 스위치(156)는 일단이 상기 충전 IC(144)와 전기적으로 연결되고 타단이 상기 무선 충전 IC(132) 및 상기 풀 브리지 FET(134)와 전기적으로 연결되며, 상기 충전 IC(144) 및 상기 무선 충전 IC(132) 사이의 전기적인 연결 그리고 상기 충전 IC(144) 및 상기 풀 브리지 FET(134) 사이의 전기적인 연결을 턴온(turn-on)/턴오프(turn-off)시킬 수 있다.

상기 제어부(160)는 상기 배터리부(140), 상기 제1 스위치(152), 상기 제2 스위치(154) 및 상기 제3 스위치(156)를 각각 제어할 수 있다.

본 실시예에서, 상기 제어부(160)는 상기 어댑터 연결포트(110)와 전기적으로 연결되어 상기 어댑터 연결포트(110)에 상기 어탭터(200)가 접속되어 있는지 여부를 체크할 수 있고, 상기 무선 충전 IC(132)와 전기적으로 연결되어 상기 코일 블록(136)이 상기 이동 전자기기(400)로 무선 전력을 공급할 수 있는지 여부를 체크할 수 있다.

상기 제어부(160)는 위의 두 체크 결과를 이용하여 상기 충전 IC(144), 상기 제1 스위치(152), 상기 제2 스위치(154) 및 상기 제3 스위치(156)를 각각 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(160)는 상기 어댑터 연결포트(110)로부터 상기 제1 직류전압의 전력을 제공받을 시 상기 배터리(142)를 충전시키면서 상기 제1 스위치(152) 및 상기 제3 스위치(156)로 상기 제1 직류전압의 전력을 출력시키거나, 상기 배터리(142)로부터 상기 충전 전력을 제공받아 상기 제1 스위치(152) 및 상기 제3 스위치(156)로 출력시킬 수 있도록, 상기 충전 IC(144)를 제어할 수 있다. 또한, 상기 제어부(160)는 상기 제1 스위치(152), 상기 제2 스위치(154) 및 상기 제3 스위치(156)를 각각 ON/OFF의 상태 중 하나로 제어할 수 있다.

본 실시예에서, 상기 유무선 충전 장치(100)는 변압 IC(170) 및 전압 선택 IC(180)를 더 포함할 수 있다.

상기 변압 IC(170)는 상기 배터리(142) 및 상기 유선 연결포트(120) 사이를 전기적으로 연결시킬 수 있고, 상기 제어부(160)에 의해 제어되어, 상기 배터리(142)로부터 상기 충전 전력을 제공받아 변압시켜 상기 제1 직류전압과 다른 제2 직류전압의 전력, 예를 들어 9V 직류 전력을 상기 유선 연결포트(120)로 공급할 수 있다. 예를 들어, 상기 변압 IC(170)는 스텝-업(step-up) IC와 같은 승압 IC이거나 트랜스포머 및 수동 소자 등으로 구성된 승압 회로일 수 있다.

상기 전압 선택 IC(180)는 상기 제어부(160) 및 상기 유선 연결포트(120) 사이를 전기적으로 연결시킬 수 있고, 상기 유선 연결포트(120)에 상기 외부 전자기기(300)가 연결시 상기 외부 전자기기(300)의 동작 전압, 예를 들어 5V 및 9V 중 어느 전압인지를 감지하여, 상기 제어부(160)를 제어할 수 있다. 상기 전압 선택 IC(128)은 예를 들어 QC(Quick Charge) 2.0 IC일 수 있다.

한편, 상기 유무선 충전 장치(100)는 스위치 버튼(190)을 더 포함할 수 있다.

상기 스위치 버튼(190)는 상기 배터리부(140)에서 상기 무선 충전부(130)로 상기 충전 전력이 전달되는 것을 허용 및 차단시킬 수 있도록 상기 제어부(160)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(160)는 상기 스위치 버튼(190)이 기준 시간, 예를 2초 이상 눌려졌다고 판단되면, 상기 배터리부(130)에서 상기 무선 충전부(130)로 상기 충전 전력이 전달되도록 상기 제3 스위치(156)를 ON의 상태로 제어하고, 상기 스위치 버튼(190)이 상기 기준 시간 미만 눌려졌다고 판단되면, 상기 배터리부(140)에서 상기 무선 충전부(130)로 상기 충전 전력이 전달되지 않도록 상기 제3 스위치(156)를 OFF의 상태로 제어할 수 있다.

또한, 상기 유무선 충전 장치(100)는 상기 제어부(160)에 의해 제어되는 제1 발광 소자(162) 및 제2 발광 소자(164)을 더 포함할 수 있다. 상기 제어부(160)는 상기 유선 연결포트(110)에 상기 어댑터(300)가 연결되어 있을 때 또는 상기 배터리(142)가 충전 또는 방전되고 있을 때, 상기 제1 발광 소자(162)를 발광하도록 제어할 수 있다. 또한, 상기 제어부(160)는 상기 무선 충전부(130)가 상기 이동 전자기기(400)로 무선 전력을 공급할 수 있을 때, 상기 제2 발광 소자(164)를 발광하도록 제어할 수 있다. 이때, 상기 제2 발광 소자(164)는 상기 무선 충전 IC(132) 및 상기 제어부(160) 사이에 배치되어 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 상기 무선 충전 IC(132)가 상기 제어부(160)로 신호를 전송할 때, 상기 제2 발광 소자(164)가 발광될 수 있다.

이하, 상기 유무선 충전 장치(100)가 구동되는 제어 모드에 대해서 자세하게 설명하고자 한다.

도 3은 도 2의 유무선 충전 장치의 제어 모드를 나타낸 표이다.

도 3을 참조하면, 상기 제어부(160)는 상기 어댑터 연결포트(110)로부터 제공되는 신호를 이용하여 상기 어댑터(200)가 상기 어댑터 연결포트(110)에 연결되어 있다고 판단하면 어댑터 모드로 동작되고, 상기 어댑터(200)가 상기 어댑터 연결포트(110)에 연결되어 있지 않는다고 판단하면 배터리 모드로 동작될 수 있다.

상기 어댑터 모드는 상기 어댑터(200)로부터 공급되는 상기 제1 직류전압의 전력, 예를 들어 5V 직류 전력을 이용하여 구동시키는 제어 모드로, 전력 공급 대상에 따라 제1, 제2 및 제3 어댑터 모드들로 구분할 수 있다. 또한, 상기 배터리 모드는 상기 배터리부(140) 내에 충전되어 있는 충전 전력을 이용하여 구동시키는 제어 모드로, 전력 공급 대상에 따라 제1, 제2 및 제3 배터리 모드들로 구분할 수 있다.

우선, 상기 어댑터 모드에 대해서 상세하게 설명하고자 한다.

도 4는 도 3의 제어 모드 중 제1 어댑터 모드로 동작되는 상태를 도시한 블록도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 우선 상기 제1 어댑터 모드는 상기 외부 전자기기(300)가 상기 유선 연결포트(120)에 연결되어 있다고 판단될 때 상기 외부 전자기기(300)로 상기 제1 직류전압의 전력이 공급되도록 제어되는 제어 모드일 수 있다.

구체적으로 설명하면, 상기 전압 선택 IC(180)는 상기 유선 연결포트(120)에 상기 외부 전자기기(300)가 연결시 상기 외부 전자기기(300)의 동작 전압을 체크하고, 체크 결과 상기 제1 직류 전압, 예를 들어 5V가 동작 전압이라고 확인되면 이를 상기 제어부(160)로 전송할 수 있다. 이후, 상기 제어부(160)는 상기 제1 어댑터 모드로 동작될 수 있다.

상기 제어부(160)는 상기 제1 어댑터 모드로 동작될 때, 상기 어댑터 연결포트(110)로부터 제공되는 상기 제1 직류전압의 전력을 이용하여 상기 배터리(140)를 충전시키면서 상기 제1 스위치(152) 및 상기 제3 스위치(156)로 상기 제1 직류전압의 전력을 출력하도록 상기 충전 IC(144)를 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어부(160)는 상기 제1 어댑터 모드로 동작될 때, 상기 충전 IC(144)에서 상기 유선 연결포트(120)로 상기 제1 직류전압의 전력이 전달되도록 상기 제1 스위치(152)를 ON의 상태로 제어하고, 상기 어댑터 연결포트(110)에서 상기 무선 충전부(130)로 상기 제1 직류전압의 전력이 전달되도록 상기 제2 스위치(154)를 ON의 상태로 제어하며, 상기 충전 IC(144)에서 상기 무선 충전부(130)로 상기 제1 직류전압의 전력이 전달되지 않도록 상기 제3 스위치(156)를 OFF의 상태로 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어부(160)는 상기 제1 어댑터 모드로 동작될 때, 상기 유선 연결포트(120)로 상기 제2 직류전압의 전력이 공급되지 않도록 상기 변압 IC(170)를 OFF의 상태로 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어부(160)는 상기 제1 어댑터 모드로 동작될 때, 상기 외부 전자기기(300)로의 유선 전력 공급 및 충전이 일어나고 있음을 알리도록 상기 제1 발광 소자(162)를 발광시킬 수도 있다.

도 5는 도 3의 제어 모드 중 제2 어댑터 모드로 동작되는 상태를 도시한 블록도이다.

도 3 및 도 5를 참조하면, 이어서 상기 제2 어댑터 모드는 상기 무선 충전부(130)가 상기 이동 전자기기(400)로 무선 전력을 공급할 수 있다고 판단될 때, 즉 상기 이동 전자기기(400)가 무선 전력을 공급받을 수 있는 거리 내로 상기 코일 블록(136)에 근접하면, 상기 무선 충전부(130)로 상기 제1 직류전압의 전력이 공급되도록 제어되는 제어 모드일 수 있다.

구체적으로 설명하면, 상기 무선 충전 IC(132)는 상기 이동 전자기기(400)가 무선 전력을 공급받을 수 있는 거리 내로 상기 코일 블록(136)에 근접하면, 이를 상기 제어부로(160)로 전송할 수 있다. 이후, 상기 제어부(160)는 상기 제2 어댑터 모드로 동작될 수 있다.

상기 제어부(160)는 상기 제2 어댑터 모드로 동작될 때, 상기 어댑터 연결포트(110)로부터 제공되는 상기 제1 직류전압의 전력을 이용하여 상기 배터리(140)를 충전시키면서 상기 제1 스위치(152) 및 상기 제3 스위치(156)로 상기 제1 직류전압의 전력을 출력하도록 상기 충전 IC(144)를 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어부(160)는 상기 제2 어댑터 모드로 동작될 때, 상기 충전 IC(144)에서 상기 유선 연결포트(120)로 상기 제1 직류전압의 전력이 전달되지 않도록 상기 제1 스위치(152)를 OFF의 상태로 제어하고, 상기 어댑터 연결포트(110)에서 상기 무선 충전부(130)로 상기 제1 직류전압의 전력이 전달되도록 상기 제2 스위치(154)를 ON의 상태로 제어하며, 상기 충전 IC(144)에서 상기 무선 충전부(130)로 상기 제1 직류전압의 전력이 전달되지 않도록 상기 제3 스위치(156)를 OFF의 상태로 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어부(160)는 상기 제2 어댑터 모드로 동작될 때, 상기 유선 연결포트(120)로 상기 제2 직류전압의 전력이 공급되지 않도록 상기 변압 IC(170)를 OFF의 상태로 제어할 수 있다.

한편, 상기 무선 충전 IC(132)에서 상기 제어부(160)으로 신호가 전송됨에 따라, 상기 이동 전자기기(400)로의 무선 전력 공급이 일어나고 있음을 알리도록 상기 제2 발광 소자(164)가 발광될 수 있다.

도 6은 도 3의 제어 모드 중 제3 어댑터 모드로 동작되는 상태를 도시한 블록도이다.

도 3 및 도 6을 참조하면, 상기 제3 어댑터 모드는 상기 외부 전자기기(300)가 상기 유선 연결포트(300)에 연결되어 있다고 판단될 때, 상기 배터리(142)로부터 상기 충전 전력을 제공받아 상기 제2 직류전압의 전력으로 변경하여 상기 외부 전자기기(300)로 공급되도록 제어되는 제어 모드일 수 있다.

구체적으로 설명하면, 상기 전압 선택 IC(180)는 상기 유선 연결포트(120)에 상기 외부 전자기기(300)가 연결시 상기 외부 전자기기(300)의 동작 전압을 체크하고, 체크 결과 상기 제2 직류 전압, 예를 들어 9V가 동작 전압이라고 확인되면 이를 상기 제어부(160)로 전송할 수 있다. 이후, 상기 제어부(160)는 상기 제3 어댑터 모드로 동작될 수 있다.

상기 제어부(160)는 상기 제3 어댑터 모드로 동작될 때, 상기 어댑터 연결포트(110)로부터 제공되는 상기 제1 직류전압의 전력을 이용하여 상기 배터리(140)를 충전시키면서 상기 제1 스위치(152) 및 상기 제3 스위치(156)로 상기 제1 직류전압의 전력을 출력하도록 상기 충전 IC(144)를 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어부(160)는 상기 제3 어댑터 모드로 동작될 때, 상기 충전 IC(144)에서 상기 유선 연결포트(120)로 상기 제1 직류전압의 전력이 전달되지 않도록 상기 제1 스위치(152)를 OFF의 상태로 제어하고, 상기 어댑터 연결포트(110)에서 상기 무선 충전부(130)로 상기 제1 직류전압의 전력이 전달되도록 상기 제2 스위치(154)를 ON의 상태로 제어하며, 상기 충전 IC(144)에서 상기 무선 충전부(130)로 상기 제1 직류전압의 전력이 전달되지 않도록 상기 제3 스위치(156)를 OFF의 상태로 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어부(160)는 상기 제3 어댑터 모드로 동작될 때, 상기 유선 연결포트(120)로 상기 제2 직류전압의 전력이 공급되도록 상기 변압 IC(170)를 ON의 상태로 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어부(160)는 상기 제3 어댑터 모드로 동작될 때, 상기 외부 전자기기(300)로의 유선 전력 공급 및 충전이 일어나고 있음을 알리도록 상기 제1 발광 소자(162)를 발광시킬 수도 있다.

이와 같이, 상기 제어부(160)는 상기 전압 선택 IC(180)에 상기 외부 전자기기(300)의 동작 전압을 통해 상기 제1 어댑터 모드 및 상기 제3 어댑터 모드 중 하나로 동작될 수 있다.

이와 같이, 상기 제어부(160)는 상기 어댑터 연결포트(110)에 상기 어댑터(200)가 연결되어 있을 경우, 상기 어댑터(200)에서 제공되는 상기 제1 직류전압의 전력을 이용하여 상기 외부 전자기기(300) 또는 상기 이동 전자기기(400)로 전력을 공급할 수 있는데, 이때 상기 전압 선택 IC(180)에서 체크된 상기 외부 전자기기(300)의 동작 전압을 통해 상기 제1 어댑터 모드 및 상기 제3 어댑터 모드 중 하나로 동작될 수 있고, 상기 이동 전자기기(400)로 무선 전력을 공급할 수 있을 때에는 상기 제2 어댑터 모드로 동작될 수 있다.

이어서, 상기 배터리 모드에 대해서 상세하게 설명하고자 한다.

도 7은 도 3의 제어 모드 중 제1 배터리 모드로 동작되는 상태를 도시한 블록도이고, 도 8은 도 7의 제1 배터리 모드에서 무선 충전 전력이 차단되는 상태를 도시한 블록도이며, 도 9는 도 8의 제1 배터리 모드에서 무선 충전 전력이 허용되는 상태를 도시한 블록도이다.

도 3 및 도 7 내지 도 9를 참조하면, 우선 상기 제1 배터리 모드는 상기 외부 전자기기(300)가 상기 유선 연결포트(120)에 연결되어 있다고 판단될 때 상기 외부 전자기기(300)로 상기 충전 전력이 공급되도록 제어되는 제어 모드일 수 있다.

구체적으로 설명하면, 상기 전압 선택 IC(180)는 상기 유선 연결포트(120)에 상기 외부 전자기기(300)가 연결시 상기 외부 전자기기(300)의 동작 전압을 체크하고, 체크 결과 상기 제1 직류 전압, 예를 들어 5V가 동작 전압이라고 확인되면 이를 상기 제어부(160)로 전송할 수 있다. 이후, 상기 제어부(160)는 상기 제1 배터리 모드로 동작될 수 있다.

상기 제어부(160)는 상기 제1 배터리 모드로 동작될 때, 상기 배터리(140)로부터 상기 충전 전력을 제공받아 상기 제1 스위치(152) 및 상기 제3 스위치(156)로 출력되도록 상기 충전 IC(144)를 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어부(160)는 상기 제1 배터리 모드로 동작될 때, 상기 충전 IC(144)에서 상기 유선 연결포트(120)로 상기 충전 전력이 전달되도록 상기 제1 스위치(152)를 ON의 상태로 제어하고, 상기 충전 IC(144)에서 상기 무선 충전부(130)로 상기 충전 전력이 전달되지 않도록 상기 제3 스위치(156)를 OFF의 상태로 제어할 수 있다. 이때, 상기 제어부(160)는 상기 어댑터 연결포트(110) 및 상기 무선 충전부(130) 사이가 전기적으로 연결되지 않도록 상기 제2 스위치(154)를 OFF의 상태로 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어부(160)는 상기 제1 배터리 모드로 동작될 때, 상기 유선 연결포트(120)로 상기 제2 직류전압의 전력이 공급되지 않도록 상기 변압 IC(170)를 OFF의 상태로 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어부(160)는 상기 제1 배터리 모드로 동작될 때, 상기 외부 전자기기(300)로의 유선 전력 공급이 일어나고 있음을 알리도록 상기 제1 발광 소자(162)를 발광시킬 수도 있다.

한편, 상기 제어부(160)가 상기 제1 배터리 모드로 동작될 때, 도 8와 같이 상기 스위치 버튼(190)이 상기 기준 시간, 예를 들어 2초 미만 눌려졌다고 판단되면, 상기 충전 IC(144)에서 상기 무선 충전부(130)로 상기 충전 전력이 전달되지 않도록 상기 제3 스위치를 OFF의 상태로 제어할 수 있고, 반면 도 9에서와 같이 상기 스위치 버튼(190)이 상기 기준 시간, 예를 들어 2초 이상 눌려졌다고 판단되면, 상기 충전 IC(144)에서 상기 무선 충전부(130)로 상기 충전 전력이 전달되도록 상기 제3 스위치(156)를 ON의 상태로 제어할 수 있다.

도 10은 도 3의 제어 모드 중 제2 배터리 모드로 동작되는 상태를 도시한 블록도이고, 도 11은 도 10의 제2 배터리 모드에서 무선 충전 전력이 차단되는 상태를 도시한 블록도이며, 도 12는 도 11의 제2 배터리 모드에서 무선 충전 전력이 허용되는 상태를 도시한 블록도이다.

도 3 및 도 10 내지 도 12를 참조하면, 상기 제2 배터리 모드는 상기 무선 충전부(130)가 상기 이동 전자기기(400)로 무선 전력을 공급할 수 있다고 판단될 때, 즉 상기 이동 전자기기(400)가 무선 전력을 공급받을 수 있는 거리 내로 상기 코일 블록(136)에 근접하면, 상기 무선 충전부(130)로 상기 충전 전력이 공급되도록 제어되는 제어 모드일 수 있다.

구체적으로 설명하면, 상기 무선 충전 IC(132)는 상기 이동 전자기기(400)가 무선 전력을 공급받을 수 있는 거리 내로 상기 코일 블록(136)에 근접하면, 이를 상기 제어부로(160)로 전송할 수 있다. 이후, 상기 제어부(160)는 상기 제2 배터리 모드로 동작될 수 있다.

상기 제어부(160)는 상기 제2 배터리 모드로 동작될 때, 상기 배터리(140)로부터 상기 충전 전력을 제공받아 상기 제1 스위치(152) 및 상기 제3 스위치(156)로 출력되도록 상기 충전 IC(144)를 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어부(160)는 상기 제2 배터리 모드로 동작될 때, 상기 충전 IC(144)에서 상기 유선 연결포트(120)로 상기 충전 전력이 전달되지 않도록 상기 제1 스위치(152)를 OFF의 상태로 제어하고, 상기 충전 IC(144)에서 상기 무선 충전부(130)로 상기 충전 전력이 전달되도록 상기 제3 스위치(156)를 ON의 상태로 제어할 수 있다. 이때, 상기 제어부(160)는 상기 어댑터 연결포트(110) 및 상기 무선 충전부(130) 사이가 전기적으로 연결되지 않도록 상기 제2 스위치(154)를 OFF의 상태로 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어부(160)는 상기 제2 배터리 모드로 동작될 때, 상기 유선 연결포트(120)로 상기 제2 직류전압의 전력이 공급되지 않도록 상기 변압 IC(170)를 OFF의 상태로 제어할 수 있다.

또한, 상기 무선 충전 IC(132)에서 상기 제어부(160)으로 신호가 전송됨에 따라, 상기 이동 전자기기(400)로의 무선 전력 공급이 일어나고 있음을 알리도록 상기 제2 발광 소자(164)가 발광될 수 있다.

한편, 상기 제어부(160)가 상기 제2 배터리 모드로 동작될 때, 도 11과 같이 상기 스위치 버튼(190)이 상기 기준 시간, 예를 들어 2초 미만 눌려졌다고 판단되면, 상기 충전 IC(144)에서 상기 무선 충전부(130)로 상기 충전 전력이 전달되지 않도록 상기 제3 스위치를 OFF의 상태로 제어할 수 있고, 반면 도 12에서와 같이 상기 스위치 버튼(190)이 상기 기준 시간, 예를 들어 2초 이상 눌려졌다고 판단되면, 상기 충전 IC(144)에서 상기 무선 충전부(130)로 상기 충전 전력이 전달되도록 상기 제3 스위치(156)를 ON의 상태로 제어할 수 있다.

도 13은 도 3의 제어 모드 중 제3 배터리 모드로 동작되는 상태를 도시한 블록도이고, 도 14는 도 13의 제3 배터리 모드에서 무선 충전 전력이 차단되는 상태를 도시한 블록도이며, 도 15는 도 14의 제3 배터리 모드에서 무선 충전 전력이 허용되는 상태를 도시한 블록도이다.

도 3 및 도 13 내지 도 15를 참조하면, 상기 제3 배터리 모드는 상기 외부 전자기기(300)가 상기 유선 연결포트(300)에 연결되어 있다고 판단될 때, 상기 배터리(142)로부터 상기 충전 전력을 제공받아 상기 제2 직류전압의 전력으로 변경하여 상기 외부 전자기기(300)로 공급되도록 제어되는 제어 모드일 수 있다.

구체적으로 설명하면, 상기 전압 선택 IC(180)는 상기 유선 연결포트(120)에 상기 외부 전자기기(300)가 연결시 상기 외부 전자기기(300)의 동작 전압을 체크하고, 체크 결과 상기 제2 직류 전압, 예를 들어 9V가 동작 전압이라고 확인되면 이를 상기 제어부(160)로 전송할 수 있다. 이후, 상기 제어부(160)는 상기 제3 배터리 모드로 동작될 수 있다.

상기 제어부(160)는 상기 제3 배터리 모드로 동작될 때, 상기 배터리(140)로부터 상기 충전 전력을 제공받아 상기 제1 스위치(152) 및 상기 제3 스위치(156)로 출력되도록 상기 충전 IC(144)를 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어부(160)는 상기 제3 배터리 모드로 동작될 때, 상기 충전 IC(144)에서 상기 유선 연결포트(120)로 상기 충전 전력이 전달되지 않도록 상기 제1 스위치(152)를 OFF의 상태로 제어하고, 상기 충전 IC(144)에서 상기 무선 충전부(130)로 상기 충전 전력이 전달되도록 상기 제3 스위치(156)를 ON의 상태로 제어할 수 있다. 이때, 상기 제어부(160)는 상기 어댑터 연결포트(110) 및 상기 무선 충전부(130) 사이가 전기적으로 연결되지 않도록 상기 제2 스위치(154)를 OFF의 상태로 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어부(160)는 상기 제3 배터리 모드로 동작될 때, 상기 유선 연결포트(120)로 상기 제2 직류전압의 전력이 공급되도록 상기 변압 IC(170)를 ON의 상태로 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어부(160)는 상기 제3 배터리 모드로 동작될 때, 상기 외부 전자기기(300)로의 유선 전력 공급이 일어나고 있음을 알리도록 상기 제1 발광 소자(162)를 발광시킬 수도 있다.

한편, 상기 제어부(160)가 상기 제3 배터리 모드로 동작될 때, 도 14와 같이 상기 스위치 버튼(190)이 상기 기준 시간, 예를 들어 2초 미만 눌려졌다고 판단되면, 상기 충전 IC(144)에서 상기 무선 충전부(130)로 상기 충전 전력이 전달되지 않도록 상기 제3 스위치를 OFF의 상태로 제어할 수 있고, 반면 도 15에서와 같이 상기 스위치 버튼(190)이 상기 기준 시간, 예를 들어 2초 이상 눌려졌다고 판단되면, 상기 충전 IC(144)에서 상기 무선 충전부(130)로 상기 충전 전력이 전달되도록 상기 제3 스위치(156)를 ON의 상태로 제어할 수 있다.

이와 같이, 상기 제어부(160)는 상기 어댑터 연결포트(110)에 상기 어댑터(200)가 연결되어 있지 않을 경우, 상기 배터리(142) 내에 저장된 상기 충전 전력을 이용하여 상기 외부 전자기기(300) 또는 상기 이동 전자기기(400)로 전력을 공급할 수 있는데, 이때 상기 전압 선택 IC(180)에서 체크된 상기 외부 전자기기(300)의 동작 전압을 통해 상기 제1 배터리 모드 및 상기 제3 배터리 모드 중 하나로 동작될 수 있고, 상기 이동 전자기기(400)로 무선 전력을 공급할 수 있을 때에는 상기 제2 배터리 모드로 동작될 수 있다.

본 실시예에 따르면, 상기 유무선 충전 장치(100)가 상기 어댑터(200)와 전기적으로 연결되어 있는지 여부를 판단하여, 상기 어댑터(200)와 연결되어 있을 경우 상기 어댑터(200)로부터 제공되는 외부 전력을 이용하여 구동되고, 상기 어댑터(200)와 연결되어 있지 않을 경우 상기 배터리(142)에 저장되어 있는 상기 충전 전력을 이용하여 구동될 수 있다.

또한, 상기 유무선 충전 장치(100)는 상기 외부 전자기기(300)가 상기 유선 연결포트(120)와 전기적으로 연결되어 있는지 여부 및 상기 무선 충전부(130)가 상기 이동 전자기기(400)로 무선 전력을 공급할 수 있는지 여부를 판단하여, 상기 외부 전자기기(300)가 상기 유선 연결포트(120)에 전기적으로 연결되어 있을 경우 상기 외부 전자기기(300)로 전력을 유선으로 공급하고, 상기 무선 충전부(130)가 상기 이동 전자가기(400)로 무선 전력을 공급할 수 있을 경우, 상기 이동 전자기기(400)로 전력을 무선으로 공급할 수 있다.

또한, 상기 유무선 충전 장치(100)는 사용자가 상기 스위치 버튼(190)을 2초 이상 눌렀는지 아니며 2초 미만으로 눌렀는지를 판단하여, 상기 배터리부(140)에서 상기 무선 충전부(130)로 전력이 공급되는 것을 허용 또는 차단시킬 수 있다. 그에 따라, 상기 유무선 충전 장치(100)는 상기 무선 충전부(130)가 상기 이동 전자기기(400)로 무선 전력을 공급하지 않을 경우, 상기 무선 충전부(130)로 제공되는 전력을 차단하여 상기 무선 충전부(130)에서 낭비되는 전력을 최소화시킬 수 있다.

이와 같이, 상기 유무선 충전 장치(100)는 다양한 방식으로 무선 충전을 수행할 수 있어, 사용자의 편리성이 보다 향상될 수 있다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100 : 유무선 충전 장치 110 : 어댑터 연결포트
120 : 유선 연결포트 130 : 무선 충전부
132 : 무선 충전 IC 134 : 풀 브리지 FET
136 : 코일 블록 140 : 배터리부
142 : 배터리 144 : 충전 IC
150 : 스위치부 152 : 제1 스위치
154 : 제2 스위치 156 : 제3 스위치
160 : 제어부 162 : 제1 발광소자
164 : 제2 발광소자 170 : 변압 IC
180 : 전압 선택 IC 200 : 어댑터
300 : 외부 전자기기 400 : 이동 전자기기

Claims (22)

1. 제1 직류전압의 전력을 공급할 수 있는 어댑터와 전기적으로 연결될 수 있는 어댑터 연결포트;
   외부 전자기기와 전기적으로 연결될 수 있는 유선 연결포트;
   이동 전자기기로 무선 전력을 공급할 수 있는 무선 충전부;
   상기 어댑터 연결포트와 전기적으로 연결된 배터리부;
   상기 배터리부 및 상기 유선 연결포트 사이의 전기적인 연결을 스위칭할 수 있는 제1 스위치;
   상기 어댑터 연결포트 및 상기 무선 충전부 사이의 전기적인 연결을 스위칭할 수 있는 제2 스위치;
   상기 배터리부 및 상기 무선 충전부 사이의 전기적인 연결을 스위칭할 수 있는 제3 스위치; 및
   상기 배터리부, 상기 제1 스위치, 상기 제2 스위치 및 상기 제3 스위치를 각각 제어할 수 있는 제어부를 포함하는 유무선 충전 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는
   상기 어댑터가 상기 어댑터 연결포트에 연결되어 있다고 판단하면, 상기 어댑터로부터 공급되는 상기 제1 직류전압의 전력을 이용하여 구동시키는 어댑터 모드로 동작되고,
   상기 어댑터가 상기 어댑터 연결포트에 연결되어 있지 않는다고 판단하면, 상기 배터리부 내에 충전되어 있는 충전 전력을 이용하여 구동시키는 배터리 모드로 동작되는 것을 특징으로 하는 유무선 충전 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 어댑터 모드는
   상기 외부 전자기기가 상기 유선 연결포트에 연결되어 있다고 판단될 때, 상기 외부 전자기기로 상기 제1 직류전압의 전력이 공급되도록 제어되는 제1 어댑터 모드; 및
   상기 무선 충전부가 상기 이동 전자기기로 무선 전력을 공급할 수 있다고 판단될 때, 상기 무선 충전부로 상기 제1 직류전압의 전력이 공급되도록 제어되는 제2 어댑터 모드를 포함하는 것을 특징으로 하는 유무선 충전 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 어댑터 모드는
   상기 외부 전자기기가 상기 유선 연결포트에 연결되어 있다고 판단될 때, 상기 제1 직류전압과 다른 제2 직류전압의 전력을 상기 외부 전자기기로 공급되도록 제어되는 제3 어댑터 모드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유무선 충전 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제3 어댑터 모드는
   상기 배터리부로부터 상기 충전 전력을 제공받아 상기 제2 직류전압의 전력으로 변경하여 상기 외부 전자기기로 공급되도록 제어되는 모드인 것을 특징으로 하는 유무선 충전 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제어부에 의해 제어되고, 상기 배터리부로부터 상기 충전 전력을 제공받아 변압시켜 상기 제2 직류전압의 전력을 상기 유선 연결포트로 공급할 수 있는 변압 IC; 및
   상기 유선 연결포트에 상기 외부 전자기기가 연결시 상기 외부 전자기기의 동작 전압을 감지하여, 상기 제어부가 상기 제1 어댑터 모드 및 상기 제3 어댑터 모드 중 하나로 동작되도록 상기 제어부를 제어할 수 있는 전압 선택 IC를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유무선 충전 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제1 어댑터 모드는
   상기 배터리부가 상기 어댑터 연결포트로부터 제공되는 상기 제1 직류전압의 전력을 이용하여 내부 충전하면서 상기 제1 스위치 및 상기 제3 스위치로 출력하도록 제어되고,
   상기 제1 스위치는 상기 배터리부에서 상기 유선 연결포트로 상기 제1 직류전압의 전력이 전달되도록 ON의 상태로 제어되며,
   상기 제2 스위치는 상기 어댑터 연결포트에서 상기 무선 충전부로 상기 제1 직류전압의 전력이 전달되도록 ON의 상태로 제어되고,
   상기 제3 스위치는 상기 배터리부에서 상기 무선 충전부로 상기 제1 직류전압의 전력이 전달되지 않도록 OFF의 상태로 제어되며,
   상기 변압 IC는 상기 유선 연결포트로 상기 제2 직류전압의 전력이 공급되지 않도록 OFF의 상태로 제어되는 모드인 것을 특징으로 하는 유무선 충전 장치.
8. 제6항에 있어서,
   상기 제2 어댑터 모드는
   상기 배터리부가 상기 어댑터 연결포트로부터 제공되는 상기 제1 직류전압의 전력을 이용하여 내부 충전하면서 상기 제1 스위치 및 상기 제3 스위치로 출력하도록 제어되고,
   상기 제1 스위치는 상기 배터리부에서 상기 유선 연결포트로 상기 제1 직류전압의 전력이 전달되지 않도록 OFF의 상태로 제어되며,
   상기 제2 스위치는 상기 어댑터 연결포트에서 상기 무선 충전부로 상기 제1 직류전압의 전력이 전달되도록 ON의 상태로 제어되고,
   상기 제3 스위치는 상기 배터리부에서 상기 무선 충전부로 상기 제1 직류전압의 전력이 전달되지 않도록 OFF의 상태로 제어되며,
   상기 변압 IC는 상기 유선 연결포트로 상기 제2 직류전압의 전력이 공급되지 않도록 OFF의 상태로 제어되는 모드인 것을 특징으로 하는 유무선 충전 장치.
9. 제6항에 있어서,
   상기 제3 어댑터 모드는
   상기 배터리부가 상기 어댑터 연결포트로부터 제공되는 상기 제1 직류전압의 전력을 이용하여 내부 충전하면서 상기 제1 스위치 및 상기 제3 스위치로 출력하도록 제어되고,
   상기 제1 스위치는 상기 배터리부에서 상기 유선 연결포트로 상기 제1 직류전압의 전력이 전달되지 않도록 OFF의 상태로 제어되며,
   상기 제2 스위치는 상기 어댑터 연결포트에서 상기 무선 충전부로 상기 제1 직류전압의 전력이 전달되도록 ON의 상태로 제어되고,
   상기 제3 스위치는 상기 배터리부에서 상기 무선 충전부로 상기 제1 직류전압의 전력이 전달되지 않도록 OFF의 상태로 제어되며,
   상기 변압 IC는 상기 유선 연결포트로 상기 제2 직류전압의 전력이 공급되도록 ON의 상태로 제어되는 모드인 것을 특징으로 하는 유무선 충전 장치.
10. 제2항에 있어서,
    상기 배터리 모드는
    상기 외부 전자기기가 상기 유선 연결포트에 연결되어 있다고 판단될 때, 상기 외부 전자기기로 상기 충전 전력이 공급되도록 제어되는 제1 배터리 모드; 및
    상기 무선 충전부가 상기 이동 전자기기로 무선 전력을 공급할 수 있다고 판단될 때, 상기 무선 충전부로 상기 충전 전력이 공급되도록 제어되는 제2 배터리 모드를 포함하는 것을 특징으로 하는 유무선 충전 장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 배터리 모드는
    상기 외부 전자기기가 상기 유선 연결포트에 연결되어 있다고 판단될 때, 상기 제1 직류전압과 다른 제2 직류전압의 전력을 상기 외부 전자기기로 공급되도록 제어되는 제3 배터리 모드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유무선 충전 장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 제3 배터리 모드는
    상기 배터리부로부터 상기 충전 전력을 제공받아 상기 제2 직류전압의 전력으로 변경하여 상기 외부 전자기기로 공급되도록 제어되는 모드인 것을 특징으로 하는 유무선 충전 장치.
13. 제12항에 있어서,
    상기 제어부에 의해 제어되고, 상기 배터리부로부터 상기 충전 전력을 제공받아 변압시켜 상기 제2 직류전압의 전력을 상기 유선 연결포트로 공급할 수 있는 변압 IC; 및
    상기 유선 연결포트에 상기 외부 전자기기가 연결시 상기 외부 전자기기의 동작 전압을 감지하여, 상기 제어부가 상기 제1 배터리 모드 및 상기 제3 배터리 모드 중 하나로 동작되도록 상기 제어부를 제어할 수 있는 전압 선택 IC를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유무선 충전 장치.
14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 배터리 모드는
    상기 배터리부가 상기 제1 스위치 및 상기 제3 스위치로 상기 충전 전력을 방전시키도록 제어되고,
    상기 제1 스위치는 상기 배터리부에서 상기 유선 연결포트로 상기 충전 전력이 전달되도록 ON의 상태로 제어되며,
    상기 제2 스위치는 상기 어댑터 연결포트 및 상기 무선 충전부 사이가 전기적으로 연결되지 않도록 OFF의 상태로 제어되고,
    상기 제3 스위치는 상기 배터리부에서 상기 무선 충전부로 상기 충전 전력이 전달되도록 ON의 상태로 제어되며,
    상기 변압 IC는 상기 유선 연결포트로 상기 제2 직류전압의 전력이 공급되지 않도록 OFF의 상태로 제어되는 모드인 것을 특징으로 하는 유무선 충전 장치.
15. 제13항에 있어서,
    상기 제2 배터리 모드는
    상기 배터리부가 상기 제1 스위치 및 상기 제3 스위치로 상기 충전 전력을 방전시키도록 제어되고,
    상기 제1 스위치는 상기 배터리부에서 상기 유선 연결포트로 상기 충전 전력이 전달되지 않도록 OFF의 상태로 제어되며,
    상기 제2 스위치는 상기 어댑터 연결포트 및 상기 무선 충전부 사이가 전기적으로 연결되지 않도록 OFF의 상태로 제어되고,
    상기 제3 스위치는 상기 배터리부에서 상기 무선 충전부로 상기 충전 전력이 전달되도록 ON의 상태로 제어되며,
    상기 변압 IC는 상기 유선 연결포트로 상기 제2 직류전압의 전력이 공급되지 않도록 OFF의 상태로 제어되는 모드인 것을 특징으로 하는 유무선 충전 장치.
16. 제13항에 있어서,
    상기 제3 배터리 모드는
    상기 배터리부가 상기 제1 스위치 및 상기 제3 스위치로 상기 충전 전력을 방전시키도록 제어되고,
    상기 제1 스위치는 상기 배터리부에서 상기 유선 연결포트로 상기 충전 전력이 전달되지 않도록 OFF의 상태로 제어되며,
    상기 제2 스위치는 상기 어댑터 연결포트 및 상기 무선 충전부 사이가 전기적으로 연결되지 않도록 OFF의 상태로 제어되고,
    상기 제3 스위치는 상기 배터리부에서 상기 무선 충전부로 상기 충전 전력이 전달되도록 ON의 상태로 제어되며,
    상기 변압 IC는 상기 유선 연결포트로 상기 제2 직류전압의 전력이 공급되도록 ON의 상태로 제어되는 모드인 것을 특징으로 하는 유무선 충전 장치.
17. 제2항에 있어서,
    상기 제어부가 상기 배터리 모드로 동작될 때, 상기 배터리부에서 상기 무선 충전부로 상기 충전 전력이 전달되는 것을 허용 및 차단시킬 수 있도록 상기 제어부를 제어할 수 있는 스위치 버튼을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유무선 충전 장치.
18. 제17항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 스위치 버튼이 기준 시간 이상 눌려졌다고 판단되면, 상기 배터리부에서 상기 무선 충전부로 상기 충전 전력이 전달되도록 상기 제3 스위치를 ON의 상태로 제어하고,
    상기 스위치 버튼이 상기 기준 시간 미만 눌려졌다고 판단되면, 상기 배터리부에서 상기 무선 충전부로 상기 충전 전력이 전달되지 않도록 상기 제3 스위치를 OFF의 상태로 제어하는 것을 특징으로 하는 유무선 충전 장치.
19. 제1항에 있어서,
    상기 배터리부는
    상기 충전 전력을 저장할 수 있는 배터리; 및
    상기 제어부에 의해 제어되어, 상기 어댑터 연결포트로부터 상기 제1 직류전압의 전력을 제공받을 시 상기 배터리를 충전시키면서 상기 제1 스위치 및 상기 제3 스위치로 상기 제1 직류전압의 전력을 출력시키거나, 상기 배터리로부터 상기 충전 전력을 제공받아 상기 제1 스위치 및 상기 제3 스위치로 출력시킬 수 있는 충전 IC를 포함하는 것을 특징으로 하는 유무선 충전 장치.
20. 제1항에 있어서,
    상기 무선 충전부는
    상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치와 전기적으로 연결된 무선 충전 IC;
    상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치와 전기적으로 연결되고, 상기 무선 충전 IC에 의해 제어되어, 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치 중 어느 하나로부터 제공된 전력을 스위칭하여 출력시킬 수 있는 풀브리지 FET; 및
    상기 풀브리지 FET로부터 제공되는 전력을 이용하여 상기 이동 전자기기로 무선 전력을 전송시킬 수 있는 코일 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 유무선 충전 장치.
21. 제20항에 있어서,
    상기 무선 충전 IC는
    상기 코일 블록이 상기 이동 전자기기로 무선 전력을 공급할 수 있는지 여부를 인지하여 상기 제어부로 제공할 수 있는 것을 특징으로 하는 유무선 충전 장치.
22. 제1항에 있어서,
    상기 제어부에 의해 제어되는 제1 및 제2 발광 소자들을 더 포함하고,
    상기 제어부는
    상기 어댑터 연결포트에 상기 어댑터가 연결되어 있을 때, 제1 발광 소자를 발광하도록 제어하고,
    상기 무선 충전부가 상기 이동 전자기기로 무선 전력을 공급할 수 있을 때, 제2 발광 소자를 발광하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 유무선 충전 장치.

Images