KR20180124274A - 자기유도 및 자기공진 겸용 무선충전 패치 장치, 및 무선충전 수신기 - Google Patents

자기유도 및 자기공진 겸용 무선충전 패치 장치, 및 무선충전 수신기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선충전 패치 장치 및 무선충전 수신기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선충전 기능을 가지지 않은 모바일 단말기의 충전포트에 연결되어 자기유도 공진 무선충전, 자기공진 무선충전 및 근거리 무선통신(Near Field Communication: NFC) 신호의 신호처리를 동시에 수행할 수 있는 자기유도 및 자기공진 겸용 무선충전 패치 장치, 및 무선충전 수신기에 관한 것이다.

Description

자기유도 및 자기공진 겸용 무선충전 패치 장치, 및 무선충전 수신기{Wireless charge patch apparatus and wireless charge receiver for both magnetic induction and magnetic resonance}
본 발명은 무선충전 패치 장치 및 무선충전 수신기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선충전 기능을 가지지 않은 모바일 단말기의 외부기기 연결포트에 연결되어 자기유도 무선충전, 자기공진 무선충전 및 근거리 무선통신(Near Field Communication: NFC) 신호의 신호처리를 동시에 수행할 수 있는 자기유도 및 자기공진 겸용 무선충전 패치 장치, 및 무선충전 수신기에 관한 것이다.
현재 무선통신을 통해 음성통신 및 데이터 통신을 모두 수행하고 다양한 어플리케이션에 의해 온라인 및 오프라인의 다양한 기능을 수행하는 모바일 단말기의 보급이 확대됨에 따라 모바일 단말기의 배터리 용량을 늘려 사용시간을 증가시키기 위한 배터리 기술 및 배터리를 보다 빠르고 편리하게 충전할 수 있는 무선 충전 기술에 관한 연구가 활발하게 수행되고 있다.
특히, 무선충전기술은 무선전력을 송신하는 무선충전 송신기와 무선전력을 수신하는 무선충전수신기를 구비하는 모바일 단말기가 접촉되어 두 코일 간에 유도전류를 발생시켜 무선전력을 전송하는 자기유도 방식과, 유도에 의한 전력 송신이 아니라 주파수를 통해 무선전력을 송신하도록 하여 무선충전 송신기와 무선충전수신기가 일정 거리 떨어져 있어도 무선전력을 무선충전 수신기로 전달할 수 있는 자기공명 방식으로 나뉘어져 연구되고 있다.
또한, 자기유도 방식은 무선충전을 해주는 크래들의 마그네틱 패치에서 발생되는 자기력을 모바일 단말기의 무선충전 수신기에서 인식하여 충전이 진행되도록 하는 PMA(Power Matter Alliance) 방식과 크래들의 마그네틱 패치에서 발생되는 자기력의 인식여부와 관계없이 코일간의 전자기 유도에 의해 충전이 진행되는 무선전력컨소시엄(Wireless Power Consortium: WPC) 방식으로 나누어져 연구되고 있다.
현재 무선충전 기능은 일부 모바일 단말기들에만 적용되어 있어, 무선충전 기능을 제공하지 않는 모바일 단말기들도 무선충전을 할 수 있도록 모바일 단말기의 외부기기 연결포트에 연결되어 무선충전 송신기로부터 송신되는 무선전력을 수신받아 충전하는 무선충전 패치 장치가 개발되어 판매되고 있다.
그러나 종래 무선충전 패치 장치 및 무선충전 수신기는 한 방식의 무선충전 방식만 적용함으로써 다른 방식의 무선충전 방식에 따라 무선전력을 송신하는 무선충전 송신기에 의해서는 충전되지 않는 문제점이 있었다. 즉 종래 무선충전 패치 장치 및 무선충전 수신기는 호환성이 떨어지는 문제점이 있었다.
등록특허 제10-1727379호 (2017년04월10일)
따라서 본 발명의 목적은 무선충전 기능을 가지지 않은 모바일 단말기의 외부기기 연결포트에 연결되어 자기유도 무선충전, 자기공진 무선충전 및 근거리 무선통신(Near Field Communication: NFC) 신호의 신호처리를 동시에 수행할 수 있는 자기유도 및 자기공진 겸용 무선충전 패치 장치, 및 무선충전 수신기를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자기유도 및 자기공진 겸용 무선충전 패치 장치는: 중심에 제1공간부가 형성되도록 코일 패턴이 형성되어 제1무선충전방식의 제1무선전력 및 제2무선충전방식의 제2무선전력 중 어느 하나를 수신하여 출력하는 제1안테나, 및 상기 제1안테나와의 사이에 제2공간부가 형성되도록 상기 제1안테나 외측으로 코일 패턴이 형성되어 제3무선충전 방식의 제3무선전력을 수신하여 출력하는 제2안테나를 포함하는 안테나부; 및 모바일 단말기의 충전포트에 연결되는 커넥터를 구비하고, 상기 제1안테나 및 제2안테나를 통해 수신되는 상기 제1무선전력, 제2무선전력 및 제3무선전력의 주파수 대역을 감지하고 감지한 주파수 대역에 대응하는 충전 전류를 생성하여 상기 커넥터를 통해 상기 모바일 단말기로 제공하는 제어회로부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어회로부는, 상기 제1무선충전 방식에 따라 상기 제1안테나로 수신되는 제1무선전력 대응하는 충전전류를 생성하여 출력하는 제1자기유도 무선충전부; 상기 제2무선충전 방식에 따라 상기 제1안테나로 수신되는 제2무선전력에 대응하는 충전전류를 생성하여 출력하는 제2자기유도 무선충전부; 상기 제3무선충전 방식에 따라 상기 제2안테나로 수신되는 제3무선전력에 대응하는 충전전류를 생성하여 출력하는 자기공명 무선충전부; 상기 제1안테나로 수신되는 무선전력이 제1무선전력인지 제2무선전력인지를 판단하고 그에 따른 결과를 출력하는 제1대역 감지부; 상기 제1대역 감지부로부터 상기 결과를 입력받고 상기 결과가 제1무선전력이면 상기 제1안테나와 제1자기유도 무선충전부를 연결하고, 상기 결과가 제2무선전력이면 상기 제1안테나와 상기 제2자기유도 무선충전부를 연결하는 제1스위칭부; 및 상기 커넥터를 구비하고 상기 제1자기유도 무선충전부, 제2자기유도 무선충전부 및 자기공진 무선충전기에서 출력되는 충전전류를 상기 커넥터를 통해 상기 모바일 단말기로 출력하는 통신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 충전포트는 데이터 통신 겸용의 외부기기 연결 포트이고, 상기 통신부는 상기 외부기기 연결 포트를 통해 연결된 모바일 단말기와 데이터 통신을 수행하되, 상기 제어회로부는, 상기 제2안테나를 통해 근거리무선통신(NFC) 신호를 수신하여 근거리무선통신 프로토콜에 따라 처리하여 상기 통신부를 통해 상기 모바일 단말기로 출력하고, 상기 통신부를 통해 수신되는 데이터를 근거리무선통신 프로토콜에 따라 근거리무선통신신호에 실어 제2안테나로 출력하는 근거리무선통신 처리부; 상기 제2안테나를 통해 수신되는 무선신호가 제3무선전력인지 근거리무선통신 신호인지를 판단하고 그 결과를 출력하는 제2대역 감지부; 및 상기 결과가 제3무선전력이면 상기 제2안테나와 상기 자기공진 무선충전부를 연결하고, 상기 결과가 근거리무선통신 신호이면 상기 제2안테나를 상기 근거리 무선통신 처리부와 연결하는 제2스위칭부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1무선충전 방식은 WPC(Wireless Power Consortium)이고, 상기 제2무선충전 방식은 PMA(Power Matter Alliance) 방식이며, 제3무선충전 방식은 A4WP(Alliance for Wireless Power) 방식인 것을 특징으로 한다.
상기 장치는: 상기 안테나부의 제1공간부에 배치되어 제2무선충전 방식에 따른 무선충전 송신기가 무선충전 패치 장치를 인식할 수 있도록 하는 PMA 웨이크업 시트를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 장치는: 상기 PMA 웨이크업 시트 상부로 상기 안테나부 전체 영역을 커버하도록 구성되어 안테나부에 형성되는 자기장을 집적시키는 페라이트 시트를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 장치는: 상기 PMA 웨이크업 시트 및 페라이트 시트를 포함하는 안테나부 및 제어회로부 전체를 감싸 보호하는 패치용 스티커를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자기유도 및 자기공진 겸용 무선충전 수신기는: 중심에 제1공간부가 형성되도록 코일 패턴이 형성되어 제1무선충전방식의 제1무선전력 및 제2무선충전방식의 제2무선전력 중 어느 하나를 수신하여 출력하는 제1안테나, 및 상기 제1안테나와의 사이에 제2공간부가 형성되도록 상기 제1안테나 외측으로 코일 패턴이 형성되어 제3무선충전 방식의 제3무선전력을 수신하여 출력하는 제2안테나를 포함하는 안테나부; 및 상기 제1안테나 및 제2안테나를 통해 수신되는 상기 제1무선전력, 제2무선전력 및 제3무선전력의 주파수 대역을 감지하고 감지한 주파수 대역에 대응하는 충전 전류를 생성하여 배터리로 제공하는 제어회로부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어회로부는, 상기 제1무선충전 방식에 따라 상기 제1안테나로 수신되는 제1무선전력 대응하는 충전전류를 생성하여 출력하는 제1자기유도 무선충전부;
상기 제2무선충전 방식에 따라 상기 제1안테나로 수신되는 제2무선전력에 대응하는 충전전류를 생성하여 출력하는 제2자기유도 무선충전부; 상기 제3무선충전 방식에 따라 상기 제2안테나로 수신되는 제3무선전력에 대응하는 충전전류를 생성하여 출력하는 자기공명 무선충전부; 상기 제1안테나로 수신되는 무선전력이 제1무선전력인지 제2무선전력인지를 판단하고 그에 따른 결과를 출력하는 제1대역 감지부; 상기 제1대역 감지부로부터 상기 결과를 입력받고 상기 결과가 제1무선전력이면 상기 제1안테나와 제1자기유도 무선충전부를 연결하고, 상기 결과가 제2무선전력이면 상기 제1안테나와 상기 제2자기유도 무선충전부를 연결하는 제1스위칭부; 및 상기 제1자기유도 무선충전부, 제2자기유도 무선충전부 및 자기공진 무선충전기에서 출력되는 충전전류를 상기 배터리로 출력하는 충전전류 공급부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어회로부는, 상기 제2안테나를 통해 근거리무선통신(NFC) 신호를 수신하여 근거리무선통신 프로토콜에 따라 처리하여 주 제어모듈로 출력하고, 상기 주 제어모듈로부터 입력되는 데이터를 근거리무선통신 프로토콜에 따라 근거리무선통신신호에 실어 제2안테나로 출력하는 근거리무선통신 처리부; 상기 제2안테나를 통해 수신되는 무선신호가 제3무선전력인지 근거리무선통신 신호인지를 판단하고 그 결과를 출력하는 제2대역 감지부; 및 상기 결과가 제3무선전력이면 상기 제2안테나와 상기 자기공진 무선충전부를 연결하고, 상기 결과가 근거리무선통신 신호이면 상기 제2안테나를 상기 근거리 무선통신 처리부와 연결하는 제2스위칭부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 무선충전수신기는: 상기 안테나부의 제1공간부에 배치되어 제2무선충전 방식에 따른 무선충전 송신기가 무선충전 패치 장치를 인식할 수 있도록 하는 PMA 웨이크업 시트를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 무선충전수신기는: 상기 PMA 웨이크업 시트 상부로 상기 안테나부 전체 영역을 커버하도록 구성되어 안테나부에 형성되는 자기장을 집적시키는 페라이트 시트를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 무선충전 기능이 없는 모바일 단말기도 언제, 어디서나 무선충전을 수행할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 모든 무선충전 방식에 따른 무선전력을 수신할 수 있으므로 무선충전 방식에 구애받지 않고 무선충전을 수행할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 NFC 무선주파수 대와 유사한 무선전력 송신 주파수 신호를 수신하는 무선충전 방식의 안테나를 통해 NFC 무선주파수 신호를 송수신할 수 있도록 구성함으로써 NFC를 지원하지 않거나 NFC 통신수단이 고장 난 모바일 단말기에서 사용할 수 있도록 함으로써 NFC 통신 기능을 가지지 않는 모바일 단말기의 기능성을 향상시키고, NFC 통신 기능을 가지는 오래된 모바일 단말기의 유지보수를 용이하게 할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 자기유도 및 자기공진 겸용 무선충전 패치 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 자기유도 및 자기공진 겸용 무선충전 패치 장치의 기구적 구성을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 자기유도 및 자기공진 겸용 무선충전 패치 장치의 무선충전 패치 모듈과 시트의 결합 구조를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 시트를 구비한 자기유도 및 자기공진 겸용 무선충전 패치 장치의 패치용 스티커가 접혔을 경우, 도 3의 A에서 바라본 단면도를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 자기유도 및 자기공진 겸용 무선충전수신기의 구성을 나타낸 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 자기유도 및 자기공진 겸용 무선충전 패치 장치 및 무선충전수신기의 구성 및 동작을 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 자기유도 및 자기공진 겸용 무선충전 패치 장치의 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 자기유도 및 자기공진 겸용 무선충전 패치 장치의 기구적 구성을 나타낸 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 무선충전 패치 장치는, 인쇄회로기판(Printed Circuit Board: PCB)에 구성되는 안테나부(100) 및 제어회로부(200)를 포함하는 무선충전 패치 모듈(10)을 포함한다.
기판(11)은 회로 영역(12) 및 안테나 영역(13)으로 구성된다.
안테나부(100)는 상기 안테나 영역(13)에 구성되어 제1무선충전 방식에 따른 제1무선전력 및 제2무선충전 방식에 따른 제2무선전력 중 어느 하나를 수신하는 제1안테나(110), 및 제3무선충전 방식에 따른 제3무선전력을 수신하는 제2안테나(120)를 포함한다.
제1안테나(110)는 기판(11)의 안테나 영역(13) 중 중앙에 제1공간부(14)가 형성되고, 코일이 나선형으로 형성되는 패턴(이하 "코일 패턴"이라 함)으로 구성된다.
제2안테나(120)는 상기 제1안테나(110)의 외측으로 형성되되, 제1안테나(110)와의 사이에 제2공간부(15)가 형성되도록 안테나 영역(13)의 외곽을 따라 나선형으로 형성되는 코일 패턴으로 형성된다.
제1안테나(110)는 제1무선충전 방식에 따른 제1무선(충전)전력(신호) 및 제2무선충전 방식에 따른 제2무선(충전)전력(신호)을 수신하여 출력한다.
상기 제1무선충전 방식은 자기유도 무선충전 방식 중 WPC(Wireless Power Consortium) 방식이 될 수 있고, 제2무선충전 방식은 자기유도 무선충전 방식 중 PMA(Power Matter Alliance) 방식이 될 수 있을 것이다.
즉, 제1안테나(110)는 하기 표 1과 같은 동작 주파수 대역의 무선전력을 수신한다.
무선충전방식 하위 주파수 상위 주파수 단위
WPC 110 205 KHz
PMA 235 275
제2안테나(120)는 제3무선충전 방식에 따른 제3무선전력을 수신하고, 다른 실시예에 따라 근거리무선통신(Near Field Communication: NFC) 신호를 수신할 수도 있을 것이다.
상기 제3무선충전 방식은 6.78MHz 대역을 사용하는 자기공명 방식 중 A4WP(Alliance For Wireless Power) 방식이 될 수 있을 것이다.
제어회로부(200)는 제1자기유도 무선충전부(210), 제2자기유도 무선충전부(220), 자기공진 무선충전부(230), 제1대역 감지부(250) 및 제1스위칭부(270)를 포함하고, 실시예에 따라 근거리무선통신 처리부(240), 제2대역 감지부 및 제2스위칭부(280)를 더 포함할 수 있을 것이다.
제1자기유도 무선충전부(210)는 제1무선충전 방식에 따라 제1안테나(110)로부터 제1무선전력을 입력받고, 상기 제1무선전력에 대응하는 충전전류를 생성하여 출력한다.
제2자기유도 무선충전부(220)는 제2무선충전 방식에 따라 제1안테나(110)로부터 제2무선전력을 입력받고, 상기 제2무선전력에 대응하는 충전전류를 생성하여 출력한다.
자기공진 무선충전부(230)는 제3무선충전 방식에 따라 제2안테나(110)로부터 제3무선전력(신호)을 입력받고, 상기 제3무선전력에 대응하는 충전전류를 생성하여 출력한다.
제1대역 감지부(250)는 제1안테나(110)를 통해 수신되는 무선전력이 제1무선전력인지 제2무선전력인지를 판단하고, 그 판단 결과를 제1스위칭부(270)로 출력한다.
제1스위칭부(270)는 제1안테나(110)와, 제1자기유도 무선충전부(210) 및 제2자기유도 무선충전부(220) 사이에 연결되어, 상기 제1대역 감지부(250)로부터 출력되는 결과에 따라 제1안테나(110)를 제1자기유도 무선충전부(210)에 연결하거나 제2자기유도 무선충전부(220)에 연결한다.
즉, 제1스위칭부(270)는 제1대역 감지부(250)로부터 출력되는 결과 신호가 제1무선전력이면(실질적으로 로우(Low) 신호일 수 있음) 제1안테나(110)를 제1자기유도 무선충전부(210)에 연결하여 제1안테나(110)로부터 입력되는 제1무선전력을 제1자기유도 무선충전부(210)로 전달하고, 결과 신호가 제2무선전력이면(실질적으로 하이(How) 신호일 수 있음) 제1안테나(110)를 제2자기유도 무선충전부(220)에 연결하여 제1안테나(110)로부터 입력되는 제2무선전력을 제2자기유도 무선충전부(220)로 전달한다.
근거리 무선통신 처리부(240)는 제2안테나(120)를 통해 수신되는 근거리무선통신(NFC) 신호를 근거리무선통신(NFC) 프로토콜에 따라 처리하여 데이터로 변환한 후, 통신부(290)로 출력하고, 통신부(290)로부터 입력되는 데이터를 근거리무선통신 신호에 실어 제2안테나(120)를 통해 송신한다.
제2대역 감지부(260)는 제2안테나(120)로 수신되는 신호의 주파수 대역을 감지하여 수신되는 신호가 제3무선전력(신호)인지 근거리무선통신 신호인지를 판단하고, 글 결과를 제2스위칭부(280)로 출력한다.
제2스위칭부(280)는 제2안테나(120)와 자기공진 무선충전부(230) 및 근거리무선통신 처리부(240) 사이에 연결되고 제2대역 감지부(260)로부터 대역 감지에 따른 결과에 의해 제2안테나(120)를 자기공진 무선충전부(230)에 연결하거나 근거리무선통신 처리부(240)에 연결한다.
즉 제2안테나(120)를 통해 수신된 신호가 제3무선전력(신호)이면 제2스위칭부(280)는 제2안테나(120)와 자기공진 무선충전부(230)를 연결하여 제3무선전력을 자기공진 무선충전부(230)로 출력하고, 제2안테나(120)를 통해 수신된 신호가 근거리무선통신 신호이면 제2안테나(120)와 근거리무선통신 처리부(240)를 연결하여 상기 근거리무선통신 신호를 근거리 무선통신 처리부(240)로 출력한다.
통신부(290)는 인터페이스부(291), 연성회로기판(Flexible Printed Circuit Board: FPCB)으로 구성되는 케이블(292) 및 케이블(292)의 끝단에 형성되는 커넥터(293)를 포함한다.
상기 인터페이스부(291)는 인쇄회로기판(11)의 회로 영역(12)에 구성되어 제1자기유도 무선충전부(210), 제2자기유도 무선충전부(220) 및 자기공진 무선충전부(230)로부터 충전전류를 입력받고 근거리무선통신 처리부(240)로부터 데이터를 입력받아 케이블(292)을 통해 커넥터(293)로 출력한다.
커넥터(293)는 모바일 단말기(미도시)의 5핀 마이크로 범용동기버스(Micro Universal Serial Bus: Micro USB) 등의 충전포트 및 데이터 통신 포트 기능을 수행하는 외부기기 연결 포트에 삽입되어 모바일 단말기로 충전전류를 제공하거나 데이터를 송수신한다.
케이블(292)이 플렉시블 인쇄회로기판으로 구성되므로 무선충전 패치 장치를 모바일 단말기에 용이하게 연결할 수 있을 것이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 자기유도 및 자기공진 겸용 무선충전 패치 장치의 무선충전 패치 모듈과 시트의 결합 구조를 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 시트를 구비한 자기유도 및 자기공진 겸용 무선충전 패치 장치의 패치용 스티커가 접혔을 경우, 도 3의 A에서 바라본 단면도를 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면 본 발명의 무선충전 패치 장치는 무선충전 패치 모듈(10)에 웨이크업 시트(20), 페라이트(자성) 시트(30) 및 패치용 스티커(40)를 더 포함하여 구성될 수 있을 것이다.
웨이크업 시트(20)는 안테나부(100)가 형성되는 인쇄회로기판(11)의 안테나 영역(13)의 중앙에 형성되는 제1공간부(14)에 배치되어, 본 발명의 제2무선충전 방식인 PMA 방식의 무선충전 패치 장치가 무선충전 송신기(미도시)에 놓였을 때 무선충전 패치 장치를 인식하도록 한다. 상기 웨이크업 시트(20)의 두께는 0.15mm인 것이 바람지하며, 투자율은 600μ인 것이 바람직할 것이다.
페라이트 시트(30)는 안테나 영역(13) 전체를 커버하도록 구성되어 상기 웨이크업 시트(20)의 상부에 배치된다. 상기 페라이트 시트(30)는 제1안테나(110) 및 제2안테나(120)에서 생성되는 자기장을 집적시키는 역할을 수행한다. 상기 페라이트 시트(30)의 두께는 0.200mm인 것이 바람직하고, 투자율은 150μ인 것이 바람직할 것이다.
패치용 스티커(40)는 상기 웨이크업 시트(20) 및 페라이트 시트(30)가 배치된 상태에서 커넥터(293)를 제외한 무선충전 패치 모듈(10)의 상부 및 하부 전체를 커버하도록 하부 스티커(40-1)와 상부 스티커(40-2)로 구성된다.
페치용 스티커(40)는 무선충전 패치 모듈(10)을 감싸 무선충전 패치 모듈(10의 회로, 웨이크업 시트(20), 페라이트 시트(30)를 보호한다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 자기유도 및 자기공진 겸용 무선충전수신기의 구성을 나타낸 도면으로 도 1과 동일한 구성에 대해서는 그 설명을 생략하거나 간단하게 설명한다.
제2실시예에 따른 자기유도 및 자기공진 겸용 무선충전수신기(50)는 무선충전 패치 장치의 무선충전 패치 모듈(10)과 동일하게 안테나부(100) 및 제어회로부(200)를 포함한다.
단, 제어회로부(200)는 커넥터(293)를 포함하는 통신부(290)를 포함하지 않고, 무선충전수신기(50)가 구성되는 기기의 배터리(400) 및 주제모듈(500)에 연결된다.
상기 기기는 스마트폰, 스마트 패드 등을 불리는 모바일 단말기 등이 될 수 있을 것이다.
그리고 제어회로부(200)는 제1실시예의 통신부(290) 대신 제1자기유도 무선충전부(210), 제2자기유도 무선충전부(220) 및 자기공진 무선충전부(230)로부터 출력되는 충전전류를 배터리(400)로 공급하는 충전전류 공급부(300)를 포함할 것이다.
한편, 본 발명은 전술한 전형적인 바람직한 실시예에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체 또는 부가에 의한 실시가 이하의 첨부된 특허청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.
10: 무선충전 패치 모듈 11: 인쇄회로기판(PCB)
12: 회로 영역 13: 안테나 영역
14: 제1공간부 15: 제2공간부
20: 웨이크업 시트 30: 페라이트 시트
40: 패치용 스티커 50: 무선충전수신기
100: 안테나부 110: 제1안테나
120: 제2안테나 200: 제어회로부
210: 제1자기유도 무선충전부 220: 제2자기유도 무선충전부
230: 자기공진 무선충전부 240: 근거리 무선통신 처리부
250: 제1 대역 감지부 260: 제2 대역 감지부
270: 제1 스위칭부 280: 제2스위칭부
290: 통신부 291: 인터페이스부
292: 케이블 293: 커넥터
300: 충전 전류 공급부 400: 배터리

Claims (12)

  1. 중심에 제1공간부가 형성되도록 코일 패턴이 형성되어 제1무선충전방식의 제1무선전력 및 제2무선충전방식의 제2무선전력 중 어느 하나를 수신하여 출력하는 제1안테나, 및 상기 제1안테나와의 사이에 제2공간부가 형성되도록 상기 제1안테나 외측으로 코일 패턴이 형성되어 제3무선충전 방식의 제3무선전력을 수신하여 출력하는 제2안테나를 포함하는 안테나부; 및
    모바일 단말기의 충전포트에 연결되는 커넥터를 구비하고, 상기 제1안테나 및 제2안테나를 통해 수신되는 상기 제1무선전력, 제2무선전력 및 제3무선전력의 주파수 대역을 감지하고 감지한 주파수 대역에 대응하는 충전 전류를 생성하여 상기 커넥터를 통해 상기 모바일 단말기로 제공하는 제어회로부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기유도 및 자기공진 겸용 무선충전 패치 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어회로부는,
    상기 제1무선충전 방식에 따라 상기 제1안테나로 수신되는 제1무선전력 대응하는 충전전류를 생성하여 출력하는 제1자기유도 무선충전부;
    상기 제2무선충전 방식에 따라 상기 제1안테나로 수신되는 제2무선전력에 대응하는 충전전류를 생성하여 출력하는 제2자기유도 무선충전부;
    상기 제3무선충전 방식에 따라 상기 제2안테나로 수신되는 제3무선전력에 대응하는 충전전류를 생성하여 출력하는 자기공명 무선충전부;
    상기 제1안테나로 수신되는 무선전력이 제1무선전력인지 제2무선전력인지를 판단하고 그에 따른 결과를 출력하는 제1대역 감지부;
    상기 제1대역 감지부로부터 상기 결과를 입력받고 상기 결과가 제1무선전력이면 상기 제1안테나와 제1자기유도 무선충전부를 연결하고, 상기 결과가 제2무선전력이면 상기 제1안테나와 상기 제2자기유도 무선충전부를 연결하는 제1스위칭부; 및
    상기 커넥터를 구비하고 상기 제1자기유도 무선충전부, 제2자기유도 무선충전부 및 자기공진 무선충전기에서 출력되는 충전전류를 상기 커넥터를 통해 상기 모바일 단말기로 출력하는 통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기유도 및 자기공진 겸용 무선충전 패치 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 충전포트는 데이터 통신 겸용의 외부기기 연결 포트이고,
    상기 통신부는 상기 외부기기 연결 포트를 통해 연결된 모바일 단말기와 데이터 통신을 수행하되,
    상기 제어회로부는,
    상기 제2안테나를 통해 근거리무선통신(NFC) 신호를 수신하여 근거리무선통신 프로토콜에 따라 처리하여 상기 통신부를 통해 상기 모바일 단말기로 출력하고, 상기 통신부를 통해 수신되는 데이터를 근거리무선통신 프로토콜에 따라 근거리무선통신신호에 실어 제2안테나로 출력하는 근거리무선통신 처리부;
    상기 제2안테나를 통해 수신되는 무선신호가 제3무선전력인지 근거리무선통신 신호인지를 판단하고 그 결과를 출력하는 제2대역 감지부; 및
    상기 결과가 제3무선전력이면 상기 제2안테나와 상기 자기공진 무선충전부를 연결하고, 상기 결과가 근거리무선통신 신호이면 상기 제2안테나를 상기 근거리 무선통신 처리부와 연결하는 제2스위칭부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기유도 및 자기공진 겸용 무선충전 패치 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1무선충전 방식은 WPC(Wireless Power Consortium)이고, 상기 제2무선충전 방식은 PMA(Power Matter Alliance) 방식이며, 제3무선충전 방식은 A4WP(Alliance for Wireless Power) 방식인 것을 특징으로 하는 자기유도 및 자기공진 겸용 무선충전 패치 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 안테나부의 제1공간부에 배치되어 제2무선충전 방식에 따른 무선충전 송신기가 무선충전 패치 장치를 인식할 수 있도록 하는 PMA 웨이크업 시트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기유도 및 자기공진 겸용 무선충전 패치 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 PMA 웨이크업 시트 상부로 상기 안테나부 전체 영역을 커버하도록 구성되어 안테나부에 형성되는 자기장을 집적시키는 페라이트 시트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기유도 및 자기공진 겸용 무선충전 패치 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 PMA 웨이크업 시트 및 페라이트 시트를 포함하는 안테나부 및 제어회로부 전체를 감싸 보호하는 패치용 스티커를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기유도 및 자기공진 겸용 무선충전 패치 장치.
  8. 중심에 제1공간부가 형성되도록 코일 패턴이 형성되어 제1무선충전방식의 제1무선전력 및 제2무선충전방식의 제2무선전력 중 어느 하나를 수신하여 출력하는 제1안테나, 및 상기 제1안테나와의 사이에 제2공간부가 형성되도록 상기 제1안테나 외측으로 코일 패턴이 형성되어 제3무선충전 방식의 제3무선전력을 수신하여 출력하는 제2안테나를 포함하는 안테나부; 및
    상기 제1안테나 및 제2안테나를 통해 수신되는 상기 제1무선전력, 제2무선전력 및 제3무선전력의 주파수 대역을 감지하고 감지한 주파수 대역에 대응하는 충전 전류를 생성하여 배터리로 제공하는 제어회로부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기유도 및 자기공진 겸용 무선충전 수신기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어회로부는,
    상기 제1무선충전 방식에 따라 상기 제1안테나로 수신되는 제1무선전력 대응하는 충전전류를 생성하여 출력하는 제1자기유도 무선충전부;
    상기 제2무선충전 방식에 따라 상기 제1안테나로 수신되는 제2무선전력에 대응하는 충전전류를 생성하여 출력하는 제2자기유도 무선충전부;
    상기 제3무선충전 방식에 따라 상기 제2안테나로 수신되는 제3무선전력에 대응하는 충전전류를 생성하여 출력하는 자기공명 무선충전부;
    상기 제1안테나로 수신되는 무선전력이 제1무선전력인지 제2무선전력인지를 판단하고 그에 따른 결과를 출력하는 제1대역 감지부;
    상기 제1대역 감지부로부터 상기 결과를 입력받고 상기 결과가 제1무선전력이면 상기 제1안테나와 제1자기유도 무선충전부를 연결하고, 상기 결과가 제2무선전력이면 상기 제1안테나와 상기 제2자기유도 무선충전부를 연결하는 제1스위칭부; 및
    상기 제1자기유도 무선충전부, 제2자기유도 무선충전부 및 자기공진 무선충전기에서 출력되는 충전전류를 상기 배터리로 출력하는 충전전류 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기유도 및 자기공진 겸용 무선충전 수신기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어회로부는,
    상기 제2안테나를 통해 근거리무선통신(NFC) 신호를 수신하여 근거리무선통신 프로토콜에 따라 처리하여 주 제어모듈로 출력하고, 상기 주 제어모듈로부터 입력되는 데이터를 근거리무선통신 프로토콜에 따라 근거리무선통신신호에 실어 제2안테나로 출력하는 근거리무선통신 처리부;
    상기 제2안테나를 통해 수신되는 무선신호가 제3무선전력인지 근거리무선통신 신호인지를 판단하고 그 결과를 출력하는 제2대역 감지부; 및
    상기 결과가 제3무선전력이면 상기 제2안테나와 상기 자기공진 무선충전부를 연결하고, 상기 결과가 근거리무선통신 신호이면 상기 제2안테나를 상기 근거리 무선통신 처리부와 연결하는 제2스위칭부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기유도 및 자기공진 겸용 무선충전 수신기.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 안테나부의 제1공간부에 배치되어 제2무선충전 방식에 따른 무선충전 송신기가 무선충전 패치 장치를 인식할 수 있도록 하는 PMA 웨이크업 시트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기유도 및 자기공진 겸용 무선충전 수신기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 PMA 웨이크업 시트 상부로 상기 안테나부 전체 영역을 커버하도록 구성되어 안테나부에 형성되는 자기장을 집적시키는 페라이트 시트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기유도 및 자기공진 겸용 무선충전 수신기.
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WO2022231189A1 (ko) * 2021-04-30 2022-11-03 삼성전자 주식회사 무선 충전 방식을 제어하는 방법 및 그 장치
WO2022255617A1 (ko) * 2021-06-02 2022-12-08 삼성전자 주식회사 무선 전력 수신기 및 무선 전력 수신기에서 수행되는 방법

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