KR20170103080A - 무선전력 송수신 가능한 보조배터리 - Google Patents

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Abstract

무선전력 송수신 가능한 보조배터리가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 의한 무선전력 송수신 가능한 보조배터리는 배터리; 무선전력을 송신하거나 수신하기 위한 안테나의 기능을 수행하는 무선전력 전송 안테나; 및 상기 무선전력 전송 안테나의 구동을 제어하기 위한 회로부;를 포함하고, 상기 무선전력 전송 안테나는 하나의 안테나를 통하여 외부로부터 공급되는 무선전력을 수신하여 상기 배터리의 전원을 충전하거나 상기 배터리에 저장된 전원을 무선방식으로 송출하여 충전대상 측으로 전력을 공급한다.

Description

무선전력 송수신 가능한 보조배터리{supplementary battery}
본 발명은 보조 배터리에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 무선으로 전력을 송신하여 휴대기기 등의 배터리를 충전하고 무선으로 자체 충전할 수 있는 무선전력 송수신 가능한 보조배터리에 관한 것이다.
일반적으로 휴대폰, 노트북, PDA와 같은 휴대용 단말기(Portable Terminal)가 충전되려면, 휴대용 단말기가 외부의 충전기로부터 전기에너지(또는 전력)을 공급받아야 한다. 이러한 휴대용 단말기는 공급되는 전기에너지를 저장하는 배터리셀과 배터리셀의 충전 및 방전(휴대용 단말기로 전기에너지를 공급)을 위한 회로를 포함한다.
배터리셀에 전기에너지를 충전시키기 위한 충전기와 배터리셀 간의 전기적 연결방식은 상용전원을 공급받아 배터리셀에 대응하는 전압 및 전류로 변환하여 해당 배터리셀의 단자를 통해 배터리셀로 전기에너지를 공급하는 단자공급방식을 포함한다.
이러한 단자공급방식은 물리적인 케이블(cable) 또는 전선의 사용이 동반되며, 상기 케이블 또는 전선을 전기적으로 연결하기 위한 포트가 필수적으로 수반된다.
이와 같은 포트는 외부로 노출되는 형태로 형성되므로 이물질의 유입이나 수분 침투의 우려가 있으며, 이로 인해 이물질의 유입이나 수분 침투에 의한 단자의 손상이 발생되어 사용 수명을 감소시키는 문제가 있다.
또한, 일반적인 유선 충/방전 타입의 보조배터리는 케이블을 포트에 끼워 연결해야 하므로 사용이 불편한 문제도 있다.
KR 20-0469779 Y1
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 무선으로 전력을 전송하여 충전대상의 배터리를 충전함과 아울러 무선으로 전력을 수신받아 자체 충전함으로써 종래와 같은 케이블 및 포트를 제거하여 사용이 편리하고, 포트에 기인한 제반 문제를 해소할 수 있는 무선전력 송수신 가능한 보조배터리를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 하나의 무선전력 전송 안테나를 구비하고, 이 안테나를 사용 목적에 따라 무선전력 송신모드 또는 무선전력 수신모드로 스위칭하여 사용함으로써 전체적인 두께를 줄일 수 있는 무선전력 송수신 가능한 보조배터리를 제공하는데 다른 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 배터리; 무선전력을 송신하거나 수신하기 위한 안테나의 기능을 수행하는 무선전력 전송 안테나; 및 상기 무선전력 전송 안테나의 구동을 제어하기 위한 회로부;를 포함하고, 상기 무선전력 전송 안테나는 하나의 안테나를 통하여 외부로부터 공급되는 무선전력을 수신하여 상기 배터리의 전원을 충전하거나 상기 배터리에 저장된 전원을 무선방식으로 송출하여 충전대상 측으로 전력을 공급하는 무선전력 송수신 가능한 보조배터리를 제공한다.
또한, 상기 무선전력 전송 안테나의 일면에는 자기장을 차폐하여 소요의 방향으로 집속시킬 수 있도록 자성체로 이루어진 자기장 차폐시트가 배치될 수 있다.
또한, 상기 무선전력 전송 안테나는 상기 배터리에 저장된 전원을 무선 방식으로 송출하기 위한 송신모드로 작동되고, 무선전력 송신모듈의 감지시 상기 회로부를 통해 상기 무선전력 송신모듈로부터 송출되는 무선 전력을 수신하기 위한 수신모드로 전환될 수 있다.
또한, 상기 무선전력 전송 안테나는 상기 무선전력 수신모듈을 감지하기 위한 동력신호(power signal)를 주기적으로 송출할 수 있다.
또한, 상기 회로부는 상기 무선전력 송신모듈로부터 전송되는 동력신호(power signal)가 감지되고 상기 무선전력 전송 안테나의 인덕턴스가 변화되는 경우 상기 무선전력 전송 안테나를 수신모드로 전환할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 무선전력 송수신 가능한 보조배터리는 케이스의 내부에 수용되는 형태로 구현될 수 있으며, 상기 케이스의 내부에는 상기 무선전력 전송 안테나의 적어도 일면을 덮도록 방수제가 충진될 수 있다.
또한, 상기 케이스의 일측에는 상기 충전대상과의 전기적인 연결을 위한 충전포트가 구비될 수 있다.
또한, 상기 케이스의 일측에는 상기 회로부의 구동을 온/오프하는 스위치가 구비될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의한 무선전력 송수신 가능한 보조배터리는, 배터리; 상기 배터리의 일면에 형성되며, 무선전력 수신용 안테나 또는 무선전력 송신용 안테나로 사용 가능한 하나의 무선전력 전송 안테나; 및 충전대상의 무선전력 수신모듈이 접근하면 상기 무선전력 전송 안테나를 무선전력 송신용 안테나로 스위칭하여 무선전력 송신모드를 구현하고, 무선전력 송신모듈이 접근하면 상기 무선전력 전송 안테나를 무선전력 수신용 안테나로 스위칭하여 무선전력 수신모드를 구현하는 회로부;를 포함한다.
여기서, 상기 무선전력 송신모드 구현시 본 발명의 보조 배터리는 충전대상의 메인배터리를 충전하며, 상기 무선전력 수신모드 구현시 본 발명의 보조 배터리는 자체 충전한다.
본 발명에 의하면, 무선으로 전력을 송수신하여 충전대상의 배터리를 충전하거나 보조배터리를 자체 충전하기 때문에, 종래와 같은 케이블을 연결하는 동작없이 보조배터리에 충전대상을 올려 놓거나 보조배터리를 무선전력 전송장치에 올려 놓는 간단한 방법으로 충/방전이 이루어지므로, 사용이 매우 편리하다.
또한, 종래 유선 충방전 방식에서 필수 구성인 포트가 제거되기 때문에, 포트에 기인한 이물질 및 수분 침투에 의한 고장을 방지할 수 있어 보조배터리의 사용 수명을 연장시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 무선전력 송수신 가능한 보조배터리는 하나의 무선전력 전송 안테나를 스위칭하여 수신모드 및 송신모드로 변환하여 사용하도록 구성되기 때문에, 보조배터리의 두께를 줄일 수 있는 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 송수신 가능한 보조배터리를 나타낸 개략도,
도 2는 도 1의 A-A 단면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 송수신 가능한 보조배터리의 사용상태도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선전력 송수신 가능한 보조배터리를 나타낸 개략도,
도 5는 도 4의 B-B 단면도,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선전력 송수신 가능한 보조배터리를 이용하여 유선방식으로 휴대용 전자기기를 충전하는 상태를 나타낸 개략도, 그리고,
도 7은 본 발명에 따른 무선전력 송수신 가능한 보조배터리에 적용되는 회로부의 세부구성을 나타낸 블럭도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 송수신 가능한 보조배터리(100,200)는 배터리(120)의 전원을 이용하여 충전대상의 메인배터리를 충전하기 위한 것이다.
여기서, 상기 충전대상은 휴대가 가능하고 운반이 용이한 휴대용 전자기기(10)의 형태일 수 있다. 일례로, 상기 휴대용 전자기기는 스마트폰, 셀룰러폰 등과 같은 휴대단말기일 수 있으며, 스마트 워치, 디지털 카메라, DMB, 전자책, 넷북, 태블릿 PC, 휴대용 컴퓨터 등일 수 있다.
이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 송수신 가능한 보조배터리(100,200)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 배터리(120), 무선전력 전송 안테나(130) 및 회로부(140) 등을 포함한다.
상기 무선전력 전송 안테나(130)는 무선전력을 송신하거나 수신하기 위한 역할을 수행한다.
여기서, 상기 무선전력 전송 안테나(130)는 도전성부재가 시계방향 또는 반시계 방향으로 소정의 간격을 두고 권선되는 원형, 타원형 또는 사각형상의 평판형 코일로 이루어질 수 있으며, 양 단부에 형성된 연결단자(131,132)가 상기 회로부(140)와 전기적으로 연결된다.
이때, 본 발명에 따른 무선전력 송수신 가능한 보조배터리(100,200)는 하나의 무선전력 전송 안테나(130)를 통하여 외부 충전기기로부터 무선전력을 수신하여 자체 배터리(120)의 전원을 충전하거나, 배터리(120)의 전원을 무선 전력으로 송출하여 충전대상의 메인배터리를 충전할 수 있도록 한다.
즉, 본 발명에 따른 무선전력 전송 안테나(130)는 하나의 안테나를 통하여 사용 목적에 따라 무선전력 송신용 안테나의 기능을 수행하거나 무선전력 수신용 안테나의 기능을 수행할 수 있다.
달리 말하면, 상기 무선전력 전송 안테나(130)는 무선전력 송신용 안테나로 사용되어 상기 배터리(120)에 저장된 전원을 이용하여 충전대상의 메인배터리를 충전하기 위한 송신모드로 작동될 수도 있고, 무선전력 수신용 안테나로 사용되어 외부 충전기기로부터 공급되는 무선전력을 수신하여 상기 배터리(120)를 충전하기 위한 수신모드로 작동될 수 있다.
즉, 상기 무선전력 전송 안테나(130)는 무선전력 수신모듈이 구비된 충전대상이 접근하는 경우 상기 무선전력 전송 안테나(130)가 무선전력 송신용 안테나로 스위칭하여 무선전력 송신모드로 구현되고, 무선전력 송신모듈이 접근하는 경우 상기 무선전력 전송 안테나(130)가 무선전력 수신용 안테나로 스위칭하여 무선전력 수신모드로 구현될 수 있다.
또한, 상기 무선전력 전송 안테나(130)는 상기 충전대상의 메인배터리를 충전하기 위한 무선전력 송신용 안테나로 작동하는 송신모드에서 상기 배터리(120)를 자체 충전하기 위한 무선전력 수신용 안테나로 작동하는 수신모드로 전환될 수도 있다.
일례로, 상기 무선전력 전송 안테나(130)는 무선전력을 송출하는 송신모드로 작동하여 무선전력 수신용 안테나를 포함하는 무선전력 수신모듈이 구비된 충전대상이 근접한 경우 상기 충전대상의 메인배터리를 충전하며(도 3 참조), 무선전력 송신용 안테나를 포함하는 무선전력 송신모듈이 구비된 충전기기가 근접한 경우에는 상기 무선전력 전송 안테나(130)가 송신모드에서 상기 배터리(120)를 자체 충전하기 위한 수신모드로 전환될 수 있다.
여기서, 상기 무선전력 전송 안테나(130)를 이용한 전력 송수신의 원리는 코일을 이용해서 전자기장을 만들고 이를 통해 전력을 전달하는 공지의 자기 유도 방식과 자기 공진 방식이 모두 적용될 수 있다.
이때, 상기 무선전력 전송 안테나(130)는 별도의 스위치(미도시)를 사용자가 조작하여 수신모드와 송신모드로의 상호변경이 이루어질 수도 있지만, 회로부(140)를 통해 수신모드와 송신모드로의 상호변경이 이루어질 수 있다.
일례로, 상기 회로부(140)는 무선전력 수신모듈이 구비된 충전대상이 접근하는 경우 상기 무선전력 전송 안테나(130)를 무선전력 송신용 안테나로 스위칭하고, 무선전력 송신모듈이 접근하는 경우 상기 무선전력 전송 안테나(130)를 무선전력 수신용 안테나로 스위칭할 수 있다.
또한, 상기 회로부(140)는 무선전력 전송 안테나(130)가 상기 충전대상의 메인배터리를 충전하기 위한 송신모드로 작동된 상태에서 외부 충전기기가 근접한 경우에 송신모드에서 수신모드로의 전환이 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 회로부(140)는 외부로부터 공급되는 무선전력을 수신하거나 외부로 무선전력을 송신할 수 있도록 상기 무선전력 전송 안테나(130)의 동작을 제어하기 위한 것으로, 상기 배터리(120)의 전원을 구동전원으로 이용할 수 있다.
이와 같은 회로부(140)는 상기 회로부(140)와 전기적으로 연결된 스위치(114)의 조작을 통해 구동전원이 공급되거나 차단될 수 있다.
구체적으로 설명하면, 상기 무선전력 전송 안테나(130)는 상기 회로부(140)에 전원이 공급되는 경우 무선전력 전송용 안테나의 기능을 수행하는 송신모드로 작동하고, 상기 회로부(140)의 제어를 통해 무선전력 수신모듈의 근접여부를 감지하기 위한 동력신호(power signal)가 상기 무선전력 전송 안테나(130)를 통해 일정한 주기로 외부로 송출될 수 있다.
여기서, 상기 동력신호는 무선전력 수신모듈이 구비되는 충전대상의 전력량 정보, 충전상태 정보, 충전대상이 요구하는 부하에 적합한 전력정보 및 식별정보 중 적어도 하나 이상을 포함하는 정보를 포함함으로써 무선전력 신호를 생성시키기 위해 사용되는 주파수, 전류, 전압 중 하나 이상의 특성을 결정할 수 있다.
이때, 상기 무선전력 전송 안테나(130)가 동력신호를 송출하는 과정에서 무선전력 전송 안테나(130)의 인덕턴스의 변화가 발생하게 되면 무선전력 수신모듈이 구비된 충전대상이 근접함을 인지하고 상기 무선전력 수신모듈에서 요구하는 부하에 따라 전력량을 조절함으로써 상기 배터리(120)에 저장된 전원을 소모하여 충전대상의 배터리를 충전하게 된다.
또한, 상기 무선전력 전송 안테나(130)가 상술한 바와 같이 송신모드로 작동하여 무선전력 수신모듈의 근접여부를 감지하기 위한 동력신호가 상기 무선전력 전송 안테나(130)를 통해 일정한 주기로 송출되는 상태에서 무선전력 전송 안테나(130)의 인덕턴스의 변화와 함께 외부로부터 송출되는 다른 동력신호가 상기 회로부(140)에 의해 감지되는 경우, 상기 회로부(140)는 무선전력 송신모듈이 구비된 외부 충전기기가 근접함을 인지함으로써 상기 무선전력 전송 안테나(130)를 수신모드로 전환하게 된다.
이에 따라, 상기 배터리(120)는 상기 외부 충전기기의 무선전력 송신모듈로부터 전송되는 무선전력을 무선전력 전송 안테나(130)를 통해 수신함으로써 상기 배터리(120)를 자체 충전하게 된다.
이를 위해, 상기 회로부(140)는 상기 무선전력 전송 안테나(130)를 수신모드와 송신모드로 작동시키기 위한 다양한 회로가 포함될 수 있다.
일례로, 상기 회로부(140)는 도 7에 도시된 바와 같이 상기 회로부(140)의 전반적인 동작을 제어하고 상기 무선전력 전송 안테나(130)에서 송출되는 동력신호를 생성하기 위해 사용되는 주파수, 인가되는 전압, 전류 등의 특성을 조절하기 위한 제어신호를 생성하는 제어부(141)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제어부(141)는 무선전력 수신모듈 및 무선전력 송신모듈의 존재를 검출한 결과에 따라 상기 무선전력 수신모듈 및 무선전력 송신모듈을 식별하는 과정을 수행하거나, 무선전력 전송을 시작할 것인지의 여부를 결정하거나, 무선전력 송신모듈의 근접여부를 감지하는 경우 상기 무선전력 전송 안테나(130)를 송신모드에서 수신모드로 전환하는 제어신호를 생성할 수 있다.
또한, 상기 회로부(140)는 상기 배터리(120)에서 제공되는 전원을 일정한 전압 및 전류로 변환하거나 상기 무선전력 전송 안테나(130)를 통해 수신된 전력을 배터리(120)에 적합한 일정한 전압 및 전류로 변환하여 상기 배터리(120) 측으로 제공하는 변환부(142)를 포함할 수 있다.
더불어, 상기 회로부(140)는 상기 배터리(120)에서 공급되는 직류전원을 교류전원으로 변환하기 위한 인버터부(143)를 포함할 수 있고, 상기 무선전력 전송 안테나(130)를 통해 수신된 외부전원을 교류전원에서 직류전원으로 변환하기 위한 정류부(145)를 포함할 수 있으며, 상기 정류부(145)에서 변환된 직류전원을 상기 배터리(120)에 적합한 전압으로 강하시키기 위한 전압강하부(144)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제어부(141)는 공지의 MCU가 사용될 수 있고, 상기 제어부(141)는 PWM 제어 방식이 적용될 수 있으며, 상기 전압강하부(144)는 LDO 방식 또는 Buck 방식 중 어느 하나의 방식이 적용될 수 있다. 더불어, 상기 회로부(140)는 과충전을 방지하거나 다양한 회로들을 보호하기 위하여 PCM 등과 같은 보호회로가 포함될 수 있다.
더하여, 상기 회로부(140)는 무선전력 수신모듈의 근접시 상기 무선전력 전송 안테나(130)를 무선전력 송신용 안테나의 기능을 수행하도록 스위칭하거나 무선전력 송신모듈의 근접시 상기 무선전력 전송 안테나(130)를 무선전력 수신용 안테나의 기능을 수행하도록 스위칭하는 스위칭 회로를 더 포함할 수 있다.
이와 같은 회로부(140)는 회로기판(147)에 다양한 회로패턴과, 적어도 하나의 칩셋이나 다이오드 및 다양한 수동소자(ex, 저항, 커패시터 등)이 실장된 형태로 구현될 수 있다.
이로 인해, 본 발명에 따른 무선전력 송수신 가능한 보조배터리(100)는 상기 회로부(140)의 제어를 통해 배터리(120)에 저장된 전원을 이용하여 충전대상의 메인배터리를 충전하기 위한 송신모드로 작동하거나, 외부 충전기기로부터 공급되는 무선전력을 수신하여 상기 배터리(120)를 충전시키는 수신모드로 작동될 수 있다.
일례로, 본 발명에 따른 무선전력 송수신 가능한 보조배터리(100,200)를 이용하여 충전대상의 메인배터리를 충전하고자 하는 경우, 상기 배터리(120)로부터 회로부(140) 측으로 전원이 공급되면 상기 무선전력 전송 안테나(130)는 상기 제어부(141)에 의해 생성된 동력신호가 일정한 주기로 외부로 송출됨으로써 송신모드로 작동하게 된다.
여기서, 상기 회로부(140) 측으로의 전원 공급은 스위치(114)의 조작을 통해 제공되거나 차단될 수 있다. 또한, 상기 배터리(120)로부터 공급되는 전원은 상기 변환부(142)를 통해 일정한 전압 및 전류로 변환된 후 제어부(141) 측으로 공급될 수 있으며, 인버터부(143)에 의해 직류전원에서 교류전원으로 변환된 후 무선전력 전송 안테나(130) 측으로 공급됨으로써 소정의 주기를 갖는 동력신호를 외부로 송출하게 된다.
이후, 상기 무선전력 전송 안테나(130)가 상기 동력신호를 송출하는 과정에서 충전대상에 포함된 무선전력 수신모듈의 수신용 안테나와의 상호 작용에 의해 무선전력 전송 안테나(130)의 인덕턴스의 변화가 발생하게 되면 상기 회로부(140)는 배터리의 충전이 필요한 충전대상이 근접함을 인지하게 되고 상기 충전대상의 무선전력 수신모듈에서 요구하는 부하에 따라 전력량을 조절함으로써 상기 배터리(120)에 저장된 전원을 소모하여 충전대상의 배터리를 충전할 수 있게 된다.
한편, 상기 배터리(120)의 자체 충전이 필요한 경우에는 본 발명에 따른 무선전력 송수신 가능한 보조배터리(100,200) 측으로 무선전력 송신모듈을 포함하는 충전기기를 근접시킴으로써 상기 배터리(120)의 충전이 무선방식으로 이루어질 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 무선전력 송수신 가능한 보조배터리(100,200)가 송신모드로 작동하여 상기 동력신호가 무선전력 전송 안테나(130)를 통해 일정한 주기로 송출되는 상태에서 상기 충전기기가 근접하게 되면, 무선전력 전송용 안테나(130)가 상기 충전기기에 포함된 무선전력 송신모듈의 송신용 안테나와의 상호 작용에 의해 인덕턴스의 변화가 발생된다. 이와 함께 상기 충전기기로부터 송출되는 다른 동력신호가 상기 제어부(140)에 의해 감지되면 상기 제어부(140)는 충전기기가 근접함을 인지하고 인버터부(143) 측으로 공급되는 전원을 차단한다. 이에 따라, 상기 무선전력 전송 안테나(130)는 무선전력 수신용 안테나로 작동함으로써 배터리(120)의 자체 전원을 충전하기 위한 수신모드로 전환된다.
여기서, 상기 제어부(141)는 상기 배터리(120)의 상태에 대한 전력량 정보, 충전상태 정보, 충전대상이 요구하는 부하에 적합한 전력정보 및 식별정보 중 적어도 하나 이상을 포함하는 정보를 상기 충전기기 측으로 제공할 수 있다.
이로 인해, 상기 충전기기에서 제공되는 무선전력을 상기 배터리(120)에 적합한 상태로 상기 무선전력 전송 안테나(130)를 통해 수신한 후 상기 배터리(120) 측으로 공급함으로써 상기 배터리(120)의 전원을 충전하게 된다.
여기서, 상기 무선전력 전송 안테나(130)를 통해 수신된 전력은 상기 정류부(145)를 통해 교류전원에서 직류전원으로 변환되고, 전압강하부(144)를 통해 상기 배터리(120)에 적합한 전압의 크기로 변환된 후 변환부(142)에 의해 일정한 전압 및 전류로 공급됨으로써 배터리(120)의 충전이 이루어질 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 무선전력 송수신 가능한 보조배터리(100,200)는 무선으로 전력을 송수신하여 충전대상의 배터리를 충전하거나 보조배터리의 자체전원을 충전함으로써 종래와 같은 케이블을 연결하는 동작 없이 보조배터리에 충전대상을 올려놓거나 보조배터리를 외부 충전기기에 올려놓는 간단한 방법으로 충/방전이 이루어지므로 사용편의성을 높일 수 있게 된다.
더불어, 종래 유선 충/방전 방식에서 케이블을 연결하기 위한 필수 구성인 포트가 제거되기 때문에, 포트에 기인한 이물질 및 수분 침투에 의한 고장을 방지할 수 있어 보조배터리의 사용 수명을 연장시킬 수 있게 된다.
한편, 본 발명에 따른 무선전력 송수신 가능한 보조배터리(100,200)는 상기 배터리(120) 및 회로부(140) 등을 외부환경으로부터 보호하고 휴대성을 높일 수 있도록 상기 배터리(120) 및 회로부(140) 등이 케이스(110)에 내장된 형태로 구현될 수 있다.
즉, 상기 케이스(110)는 상기 배터리(120), 무선전력 전송 안테나(130) 및 회로부(140) 등을 수용하기 위한 내부공간을 갖는 함체형상으로 이루어질 수 있으며, 플라스틱이나 금속 등과 같이 강성을 갖는 재질로 이루어질 수 있다.
이때, 상기 케이스(110)는 적어도 일면이 소정의 면적을 갖는 수평면을 갖도록 형성될 수 있다. 이는, 충전이 필요한 충전대상의 일면이 상기 수평면에 접촉된 상태를 유지하거나 상기 배터리(120)를 충전하기 위한 충전기기의 일면이 상기 수평면에 접촉된 상태로 놓일 수 있도록 함으로써 원활한 충전이 이루어질 수 있도록 하기 위함이다. 여기서, 상기 충전기기는 공지의 충전패드일 수 있다.
또한, 상기 케이스(110)의 일측에는 상기 회로부(140)와 전기적으로 연결된 스위치(114)가 구비됨으로써 사용자의 조작을 통해 상기 회로부(140) 측으로 전원을 공급하거나 차단할 수도 있다.
더불어, 상기 케이스(110)의 일측에는 상기 케이스(110)에 내장된 배터리(120)의 잔량을 표시하거나 회로부(140)의 온/오프 구동을 표시하기 위한 알림수단(미도시)이 구비될 수도 있다.
한편, 본 발명에 따른 무선전력 송수신 가능한 보조배터리(200)는 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 상기 케이스(110)의 일측에 상기 회로부(140)와 전기적으로 연결되는 충전포트(170)가 구비될 수도 있다.
이와 같은 충전포트(170)는 휴대용 전자기기와 같이 충전이 필요한 충전대상과 전기적인 연결을 위한 것이다. 즉, 상기 충전포트(170)는 도 6에 도시된 바와 같이 공지의 충전케이블을 매개로 상기 휴대용 전자기기와 유선방식으로 연결됨으로써 상기 휴대용 전자기기의 메인배터리를 유선방식으로 충전할 수도 있다.
이는, 본 발명에 따른 무선전력 송수신 가능한 보조배터리(200)에 내장된 배터리(120)를 무선 방식으로 충전하면서 상기 배터리(120)의 전원을 이용하여 유선방식으로 연결된 휴대용 전자기기의 메인배터리를 동시에 충전할 수 있도록 함으로써 충전과정에서도 자유롭게 휴대용 전자기기를 사용자가 사용할 수 있도록 하기 위함이다.
여기서, 본 발명에 따른 무선전력 송수신 가능한 보조배터리(200)가 충전포트(170)를 포함하는 경우 상기 회로부(140)는 유선 충전을 위한 별도의 유선충전회로를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 무선전력 송수신 가능한 보조배터리(100,200)가 케이스(110)의 내부에 배터리(120), 무선전력 전송 안테나(130) 및 회로부(140) 등이 수용되는 형태로 구현되는 경우, 상기 케이스(110)의 내부에는 상기 무선전력 전송 안테나(130)의 적어도 일면을 덮도록 방수제(160)가 충진될 수 있다(도 2 및 도 5 참조).
이에 따라, 외부에서 수분의 침투가 이루어진다 하더라도 상기 케이스(110)의 내부에 충진되는 방수제(160)에 의해 수분과의 접촉이 원천적으로 차단됨으로써 수분에 의한 전자부품들의 손상 및 성능저하를 미연에 방지할 수 있게 된다.
여기서, 상기 방수제(160)는 실리콘 수지, 에폭시 수지 및 우레탄 수 중 적어도 어느 하나를 포함하는 몰딩물로 이루어짐으로써 수분의 침투시 상기 회로부(140) 및 무선전력 전송 안테나(130)를 보호할 수 있다. 그러나, 상기 방수제(160)를 이에 한정하는 것은 아니며 통상적으로 사용되는 모든 방수제(160)가 사용될 수 있음을 밝혀둔다.
한편, 본 발명에 따른 무선전력 송수신 가능한 보조배터리(100,200)는 상기 무선전력 전송 안테나(130)의 전송효율을 높일 수 있도록 자기장 차폐시트(150)가 상기 무선전력 전송 안테나(130)의 일면에 배치될 수 있다.
여기서, 상기 자기장 차폐시트(150)는 자성을 갖는 재질로 이루어져 상기 무선전력 전송 안테나(130)에서 발생하는 자기장을 차폐하여 소요의 방향으로 집속시키는 역할을 수행한다.
이와 같은 자기장 차폐시트(150)는 공지의 다양한 재질로 이루어질 수 있다. 일례로, 상기 자기장 차폐시트는 비정질 합금 및 나노 결정립 합금 중 적어도 1종 이상을 포함하는 리본시트, 페라이트 시트 또는 폴리머 시트 등이 사용될 수 있다.
더불어, 상기 자기장 차폐시트(150)는 플레이크 처리되어 복수 개로 분리형성될 수 있으며, 다층구조로 이루어질 수도 있다.
이와 같은 자기장 차폐시트(150)는 공지의 구성이므로 상세한 설명은 생략하며, 차폐시트로 사용되는 공지의 모든 차폐시트가 사용될 수 있음을 밝혀둔다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
100,200 : 무선전력 송수신 가능한 보조배터리
110 : 케이스 112 : 수평면
114 : 스위치 120 : 배터리
130 : 무선전력 전송 안테나 131,132 : 연결단자
140 : 회로부 141 : 제어부
142 : 변환부 143 : 인버터부
144 : 전압강하부 145 : 정류부
147 : 회로기판 150 : 자기장 차폐시트
160 : 방수제 170 : 충전포트

Claims (9)

  1. 배터리;
    무선전력을 송신하거나 수신하기 위한 안테나의 기능을 수행하는 무선전력 전송 안테나; 및
    상기 무선전력 전송 안테나의 구동을 제어하기 위한 회로부;를 포함하고,
    상기 무선전력 전송 안테나는 하나의 안테나를 통하여 외부로부터 공급되는 무선전력을 수신하여 상기 배터리의 전원을 충전하거나 상기 배터리에 저장된 전원을 무선방식으로 송출하여 충전대상 측으로 전력을 공급하는 무선전력 송수신 가능한 보조배터리.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 무선전력 전송 안테나의 일면에는 자기장을 차폐하여 소요의 방향으로 집속시킬 수 있도록 자성체로 이루어진 자기장 차폐시트가 배치되는 무선전력 송수신 가능한 보조배터리.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 무선전력 전송 안테나는 상기 배터리에 저장된 전원을 무선 방식으로 송출하기 위한 송신모드로 작동되고, 무선전력 송신모듈의 감지시 상기 회로부를 통해 상기 무선전력 송신모듈로부터 송출되는 무선 전력을 수신하기 위한 수신모드로 전환되는 무선전력 송수신 가능한 보조배터리.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 무선전력 전송 안테나는 상기 무선전력 수신모듈을 감지하기 위한 동력신호(power signal)를 주기적으로 송출하는 무선전력 송수신 가능한 보조배터리.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 회로부는 상기 무선전력 송신모듈로부터 전송되는 동력신호(power signal)가 감지되고 상기 무선전력 전송 안테나의 인덕턴스가 변화되는 경우 상기 무선전력 전송 안테나를 수신모드로 전환하는 무선전력 송수신 가능한 보조배터리.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 무선전력 송수신 가능한 보조배터리를 수용하기 위한 내부공간을 갖는 케이스;를 포함하고,
    상기 케이스의 내부에는 상기 무선전력 전송 안테나의 적어도 일면을 덮도록 방수제가 충진되는 무선전력 송수신 가능한 보조배터리.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 케이스의 일측에는 상기 충전대상과의 전기적인 연결을 위한 충전포트가 구비되는 무선전력 송수신 가능한 보조배터리.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 케이스의 일측에는 상기 회로부의 구동을 온/오프하는 스위치가 구비되는 무선전력 송수신 가능한 보조배터리.
  9. 배터리;
    상기 배터리의 일면에 형성되며, 무선전력 수신용 안테나 또는 무선전력 송신용 안테나로 사용 가능한 하나의 무선전력 전송 안테나; 및
    충전대상의 무선전력 수신모듈이 접근하면 상기 무선전력 전송 안테나를 무선전력 송신용 안테나로 스위칭하여 무선전력 송신모드를 구현하고, 무선전력 송신모듈이 접근하면 상기 무선전력 전송 안테나를 무선전력 수신용 안테나로 스위칭하여 무선전력 수신모드를 구현하는 회로부;를 포함하는 무선전력 송수신 가능한 보조배터리.
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