KR20200065756A - 무선충전을 지원하는 단말 케이스 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선충전을 지원하는 단말 케이스가 개시된다. 본 발명의 단말 케이스는 사용자 단말이 삽입되어 상기 사용자 단말을 외부 충격으로부터 보호하는 본체, 본체의 내부에 설치되고, 충전 에너지가 수신되면 상기 충전 에너지를 승압하는 제어부 및 본체 중 사용자 단말과 대향하는 부분에 설치되고, 승압된 충전 에너지를 무선전력전송기술을 이용하여 사용자 단말로 전송하는 송신부를 포함한다.

Description

무선충전을 지원하는 단말 케이스{Terminal case supporting wireless charging}
본 발명은 단말 케이스에 관한 것으로, 무선충전효율을 높여 단시간에 단말기의 충전을 완료시키는 무선충전을 지원하는 단말 케이스에 관한 것이다.
무선으로 전기 에너지를 원하는 기기로 전달하는 무선전력전송기술(wireless power transmission)은 이미 180년대에 전자기 유도 원리를 이용한 전기 모터나 변압기가 사용되기 시작했고, 그 후로는 라디오파(radio wave) 또는 레이저(laser)와 같은 전자기파를 방사해서 전기 에너지를 전송하는 방법도 시도되었다.
최근 스마트폰, 랩톱, 태블릿PC 등과 같은 휴대용 전자기긱 등도 무선(비접촉식)으로 충전 모체와 전기적으로 결합되어 충전 모체의 에너지를 충전할 수 있는 방식이 개발되고 있다.
무선충전 방법은 고주파로 동작하는 1차 회로를 충전 모체에 구성하고 2차 회로를 축전지측 즉 휴대용 전기기기 내 또는 축전지 내에 구성함으로써, 충전 모체의 전류 즉, 에너지를 유도 결합에 의하여 휴대용 전자기기의 축전지에 제공하는 방식이다.
유도 결합을 이용한 무선충전 방식은 이미 일부 응용분야(예: 전동 칫솔, 전도 면도기 등)에 이용되고 있다. 하지만 이러한 무선충전 방식은 충전 모체와 축전지측 사이에 임의의 물질(예: 휴대용 전자기기의 케이스 등)이 배치되면 충전효율이 낮아지는 문제점을 가지고 있는 실정이다.
한국공개특허공보 제10-2015-0050024호(2015.05.08.)
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 무선충전효율을 높여 단시간에 단말기의 충전을 완료시키는 무선충전을 지원하는 단말 케이스를 제공하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 무선충전을 지원하는 단말 케이스는 사용자 단말이 삽입되어 상기 사용자 단말을 외부 충격으로부터 보호하는 본체, 상기 본체의 내부에 설치되고, 충전 에너지가 수신되면 상기 충전 에너지를 승압하는 제어부 및 상기 본체 중 상기 사용자 단말과 대향하는 부분에 설치되고, 상기 승압된 충전 에너지를 무선전력전송기술을 이용하여 상기 사용자 단말로 전송하는 송신부를 포함한다.
또한 상기 본체의 외면에 설치되고, 외부 전원으로부터 상기 충전 에너지를 수신하는 수신부를 더 포함하고, 상기 수신부는, 무선전력전송기술을 이용하여 상기 충전 에너지를 외부 전원로부터 수신하는 무선수신모듈 및 유선을 통한 상기 충전 에너지를 외부 전원으로부터 수신하는 인터페이스모듈 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 본체에 결합되어 상기 승압된 충전 에너지가 저장되는 배터리를 더 포함하고, 상기 사용자 단말의 충전율이 기 설정된 기준보다 높고, 상기 배터리의 충전율이 기 설정된 기준보다 낮으며, 상기 충전 에너지가 수신되는 경우, 상기 제어부는, 상기 수신되는 충전 에너지가 상기 배터리에 충전되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 사용자 단말의 충전율이 기 설정된 기준보다 낮고, 상기 충전 에너지가 미수신되는 경우, 상기 제어부는, 상기 배터리에 저장된 저장 에너지를 상기 충전 에너지로 사용하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 무선충전을 지원하는 단말 케이스는 외부전원으로부터 수신된 충전 에너지를 승압한 후, 승압된 충전 에너지를 무선전력전송기술을 이용하여 사용자 단말로 전송시켜 무선충전을 지원할 수 있다.
또한 충전 에너지가 미수신되고, 사용자 단말의 충전율이 기 설정된 기준보다 낮은 경우, 배터리에 저장된 저장 에너지를 충전 에너지로 사용하여 시간, 장소에 상관없이 사용자 단말의 충전을 지원할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 단말 케이스를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 단말 케이스의 외형을 설명하기 위한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 단말 케이스의 각 구성을 설명하기 위한 분해도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 단말 케이스의 구동을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 단말 케이스의 구동을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 단말 케이스의 구동을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 단말 케이스의 구동을 설명하기 위한 순서도이다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 당업자에게 자명하거나 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 단말 케이스를 설명하기 위한 블록도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 단말 케이스의 외형을 설명하기 위한 사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 단말 케이스의 각 구성을 설명하기 위한 분해도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 단말 케이스의 구동을 설명하기 위한 개념도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 단말 케이스(100)는 무선충전효율을 높여 단시간에 단말기의 충전을 완료시키다. 단말 케이스(100)는 본체(10), 제어부(50) 및 송신부(70)를 포함하고, 수신부(30) 및 배터리(90)를 더 포함할 수 있다.
본체(10)는 단말 케이스(100)의 하우징 역할을 한다. 즉 본체(10)는 사용자 단말(200)이 삽입되어 수용되는 제1 공간을 포함한다. 이를 통해 본체(10)는 사용자 단말(200)이 외부 충격으로부터 보호할 수 있다. 본체(10)는 탄성물질(예: 고무, 실리콘 등), 플라스틱 등 다양한 재질로 형성될 수 있다. 또한 본체(10)는 제1 공간의 하부에 제어부(50) 및 배터리(90)가 수용되는 제2 공간을 포함한다. 여기서 제2 공간은 제1 연결부(11)를 포함하여 배터리(90)와 제어부(50) 사이를 연결한다.
수신부(30)는 본체(10)의 외면에 설치되고, 탈부착이 가능하다. 즉 수신부(30)는 필요가 없는 경우, 본체(10)와 결합하지 않고 탈착하고, 필요한 경우 본체(10)와 결합시켜 부착시킬 수 있다. 수신부(30)는 본체(10)와의 결합시 견고한 고정을 위해 걸림턱(미도시)를 포함할 수 있다. 수신부(30)는 외부 전원으로부터 충전 에너지를 수신한다. 여기서 외부 전원은 무선충전패드(300), 유선 아답터(미도시) 등일 수 있다. 수신부(30)는 무선수신모듈(31) 및 인터페이스모듈(33) 중 적어도 하나를 포함하고, 제2 연결부(35)를 더 포함한다.
무선수신모듈(31)은 무선충전패드(300)와 같은 외부 전원 제공모듈로부터 전원을 무선으로 수신하는 모듈이다. 이를 위해 무선수신모듈(31)은 코일(미도시)을 포함하고 코일을 이용하여 무선전력전송기술을 구현한다. 무선전력전송기술은 이미 공지된 기술임에 따라 자세한 설명은 하지 않도록 한다. 한편 무선수신모듈(31)은 본체(10)의 외면에 설치됨에 따라 무선충전패드(300)와의 사이에 임의의 물질을 배제시킬 수 있다. 즉 무선수신모듈(31)은 높은 효율로 충전 에너지를 수신할 수 있다.
인터페이스모듈(33)은 유선 아답터, USB(universal serial bus)와 같은 외부 전원 제공모듈로부터 전원을 유선으로 수신하는 모듈이다. 이를 위해 인터페이스모듈(33)은 다양한 종류의 포트를 포함할 수 있다.
제2 연결부(35)는 무선수신모듈(31) 및 인터페이스모듈(33)과 연결되고, 무선수신모듈(31) 및 인터페이스모듈(33)로부터 수신된 충전 에너지를 제어부(50)로 전달한다. 제2 연결부(35)는 무선수신모듈(31) 및 인터페이스모듈(33)와 제어부(50) 사이를 연결하는 매개체 역할을 수행한다.
제어부(50)는 본체(10)의 내부에 설치되고, 충전 에너지가 수신되면 충전 에너지를 승압한다. 이를 위해 제어부(50)는 승압모듈(51)을 포함한다. 승압모듈(51)은 충전 에너지를 승압시키는 기능을 수행하며, 이를 통해 외부전원으로부터 수신되는 과정에서 충전 에너지의 전압이 떨어지는 현상을 보완하여 충전율을 높일 수 있다. 제어부(50)는 승압된 충전 에너지를 송신부(70) 또는 배터리(90)로 전송할 수 있다. 이때 승압모듈(51)은 송신부(70)로 전송하는 충전 에너지의 승압 크기와 배터리(90)로 전송하는 충전 에너지의 승압 크기를 서로 다르게 제어할 수 있다. 즉 승압모듈(51)은 송신부(70) 및 배터리(90)에서 원하는 스펙의 전압으로 승압시킬 수 있다. 예를 들어 외부전원으로부터 수신된 충전 에너지의 전압보다 배터리(90)에서 원하는 스펙의 전압이 높고, 배터리(90)에서 원하는 스펙의 전압보다 송신부(70)에서 원하는 스펙의 전압이 높을 수 있다.
송신부(70)는 본체(10) 중 사용자 단말(200)과 대향하는 부분에 설치된다. 송신부(70)는 코일(미도시)을 포함하고 코일을 이용하여 무선전력전송기술을 구현한다. 한편 송신부(70)는 사용자 단말(200)과 밀착되도록 설치됨에 따라 사용자 단말(200)과의 사이에 임의의 물질을 배제시킬 수 있다. 즉 송신부(70)는 높은 효율로 충전 에너지를 전송할 수 있다.
배터리(90)는 본체(10)에 결합되어 승압된 충전 에너지가 저장된다. 배터리(90)는 충방전이 가능한 이차전지로 형성된다. 배터리(90)는 본체(10)와의 분리가 가능하여 불필요한 경우 분리하여 단말 케이스(100)의 무게를 줄일 수 있고, 배터리가 오래되어 에너지 저장률이 낮은 경우 교체할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 단말 케이스의 구동을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 단말 케이스의 구동을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 단말 케이스(100)는 기 설정된 기준에 따라 구동할 수 있다.
예를 들어 사용자 단말(200)의 충전율이 기 설정된 기준보다 낮고, 충전 에너지가 수신되는 경우, 제어부(50)는 수신된 충전 에너지를 승압한 후, 승압된 충전 에너지를 사용자 단말(200)로 전송되도록 제어한다. 여기서 사용자 단말(200)의 충전율에 대한 기 설정된 기준은 60% 내지 80%일 수 있다. 이때 충전 에너지를 수신하는 방법은 두 가지가 있으며, 하나는 무선수신모듈(31)을 통해 무선으로 충전 에너지를 수신하는 방법이고, 나머지 하나는 인터페이스모듈(33)을 통해 유선으로 충전 에너지를 수신하는 방법이다. 이때 충전 에너지는 연결부(35)를 통해 제어부(50)로 전달할 수 있다.
사용자 단말(200)의 충전율이 기 설정된 기준보다 높고, 배터리(90)의 충전율이 기 설정된 기준보다 낮으며, 충전 에너지가 수신되는 경우, 제어부(50)는 수신된 충전 에너지를 승압한 후, 승압된 충전 에너지를 배터리(90)에 충전되도록 제어한다. 여기서 배터리(90)의 충전율에 대한 기 설정된 기준은 60% 내지 80%일 수 있다.
사용자 단말(200)의 충전율이 기 설정된 기준보다 낮고, 충전 에너지가 미수신되는 경우, 제어부(50)는 배터리(90)에 저장된 저장 에너지를 충전 에너지로 사용하도록 제어한다. 이때 제어부(50)는 저장 에너지를 승압모듈(51)을 통해 승압시켜 충전 에너지로 사용할 수 있다. 즉 제어부(50)는 저장 에너지의 전압이 송신부(70)로 전송할 수 있을 정도의 전압으로 승압시켜 충전 에너지로 사용한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 단말 케이스의 구동을 설명하기 위한 순서도이다.
도 1, 도 6 및 도 7을 참조하면, 단말 케이스(100)는 외부전원으로부터 수신된 충전 에너지를 승압한 후, 승압된 충전 에너지를 무선전력전송기술을 이용하여 사용자 단말(200)로 전송시켜 무선충전을 지원할 수 있다. 단말 케이스(100)는 충전 에너지가 미수신되고, 사용자 단말(200)의 충전율이 기 설정된 기준보다 낮은 경우, 배터리(90)에 저장된 저장 에너지를 충전 에너지로 사용하여 시간, 장소에 상관없이 사용자 단말의 충전을 지원할 수 있다.
S110단계에서, 단말 케이스(100)는 충전 에너지를 수신한다. 단말 케이스(100)는 외부전원으로부터 충전 에너지를 수신한다. 이때 단말 케이스(100)는 무선 또는 유선으로 충전 에너지를 수신할 수 있다. 또한 단말 케이스(100)는 배터리(90)로부터 충전 에너지를 수신할 수 있다.
S130단계에서, 단말 케이스(100)는 충전 에너지를 승압한다. 단말 케이스(100)는 수신된 충전 에너지를 전송하는 구성에 맞게 승압할 수 있다. 예를 들어 사용자 단말(200)의 충전율이 기 설정된 기준보다 낮고, 충전 에너지가 수신되는 경우, 단말 케이스(100)는 수신된 충전 에너지를 승압한 후, 승압된 충전 에너지를 사용자 단말(200)로 전송되도록 제어한다. 이때 단말 케이스(100)는 사용자 단말(200)이 원하는 스펙에 맞도록 충전 에너지를 승압하여 충전할 수 있다.
또한 사용자 단말(200)의 충전율이 기 설정된 기준보다 높고, 배터리(90)의 충전율이 기 설정된 기준보다 낮으며, 충전 에너지가 수신되는 경우, 단말 케이스(100)는 수신된 충전 에너지를 승압한 후, 승압된 충전 에너지를 배터리(90)에 충전되도록 제어한다. 이때 단말 케이스(100)는 배터리(90)가 원하는 스펙에 맞도록 충전 에너지를 승압하여 충전할 수 있다.
또한 사용자 단말(200)의 충전율이 기 설정된 기준보다 낮고, 충전 에너지가 미수신되는 경우, 사용자 단말(200)는 배터리(90)에 저장된 저장 에너지를 충전 에너지로 사용하도록 승압할 수 있다. 이때 단말 케이스(100)는 사용자 단말(200)이 원하는 스펙에 맞도록 충전 에너지를 승압하여 충전할 수 있다.
S150단계에서, 단말 케이스(100)는 승압된 충전 에너지를 사용자 단말(200)로 전송한다. 단말 케이스(100)는 무선전력전송기술을 이용하여 충전 에너지를 전송할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
10: 본체
11: 제2 연결부
30: 수신부
31: 무선수신모듈
33: 인터페이스모듈
35: 제1 연결부
50: 제어부
51: 승압모듈
70: 송신부
90: 배터리
100: 단말 케이스
200: 사용자 단말
300: 무선충전패드

Claims (4)

  1. 사용자 단말이 삽입되어 상기 사용자 단말을 외부 충격으로부터 보호하는 본체;
    상기 본체의 내부에 설치되고, 충전 에너지가 수신되면 상기 충전 에너지를 승압하는 제어부; 및
    상기 본체 중 상기 사용자 단말과 대향하는 부분에 설치되고, 상기 승압된 충전 에너지를 무선전력전송기술을 이용하여 상기 사용자 단말로 전송하는 송신부;
    를 포함하는 무선충전을 지원하는 단말 케이스.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 본체의 외면에 설치되고, 외부 전원으로부터 상기 충전 에너지를 수신하는 수신부;를 더 포함하고,
    상기 수신부는,
    무선전력전송기술을 이용하여 상기 충전 에너지를 외부 전원로부터 수신하는 무선수신모듈; 및
    유선을 통한 상기 충전 에너지를 외부 전원으로부터 수신하는 인터페이스모듈;
    중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선충전을 지원하는 단말 케이스.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 본체에 결합되어 상기 승압된 충전 에너지가 저장되는 배터리;를 더 포함하고,
    상기 사용자 단말의 충전율이 기 설정된 기준보다 높고, 상기 배터리의 충전율이 기 설정된 기준보다 낮으며, 상기 충전 에너지가 수신되는 경우, 상기 제어부는,
    상기 수신되는 충전 에너지가 상기 배터리에 충전되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 무선충전을 지원하는 단말 케이스.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 사용자 단말의 충전율이 기 설정된 기준보다 낮고, 상기 충전 에너지가 미수신되는 경우, 상기 제어부는,
    상기 배터리에 저장된 저장 에너지를 상기 충전 에너지로 사용하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 무선충전을 지원하는 단말 케이스.
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