KR101719205B1 - 무선전력 충방전이 가능한 통합형 배터리 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 무선전력 충방전이 가능한 통합형 배터리 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 무선전력 충방전이 가능한 통합형 배터리 장치는, 충전 및 방전이 가능한 복수의 배터리 셀들을 구비하는 충방전부와; AC 무선전력신호를 송신 및 수신하기 위한 무선전력용 안테나를 구비하는 송수신 안테나부와; 무선충전모드에서는 상기 송수신 안테나부를 통해 무선수신되는 AC무선전력신호를 DC변환하여 상기 충방전부에 충전되도록 제어하고, 무선방전모드에서는 상기 충방전부에서 제공되는 DC전력신호를 AC변환하여 상기 송수신 안테나부를 통해 AC무선전력신호로 무선송신되도록 제어하는 충방전 제어부를 구비한다.
Description
본 발명은 무선전력 충방전이 가능한 통합형 배터리 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 충전용 무선송신기가 있는 곳에서는 무선충전을 수행하고 무선충전이 가능한 모바일 기기에는 무선전력을 송신하여 모바일 기기에서 무선충전이 가능하도록 할 수 있는 무선전력 충방전이 가능한 통합형 배터리 장치에 관한 것이다.
최근에는 접촉 없이 무선으로 전기 에너지를 공급하는 방법이 제시되고 있다. 무선으로 전기 에너지를 공급하거나 공급받기 위한 여러 방법이 있으나, 대표적으로 전자기 유도 현상에 기초한 유도 결합(Inductive Coupling) 방식과 특정한 주파수의 무선 전력 신호에 의한 전자기적 공진 현상에 기초한 공진 결합(Electromagnetic Resonance Coupling) 방식이 있다.
이러한 무선전력을 이용한 기술은, 통상적으로 건물 내에 무선 전력 송신 장치를 설치하고, 건물 내부에서 사용자가 휴대폰이나 노트북 등과 같은 모바일 기기 내에 무선 전력 수신 장치를 사용하면 별도의 전원 케이블을 연결하지 않아도 계속해서 충전이 수행되는 경우가 대표적이다. 이 경우에는 모바일 기기가 건물 내부에 위치하는 경우에는 충전에 문제가 없지만 건물 외부에 모바일 기기가 위치되는 경우나 무선전력 송신장치가 없는 건물의 경우에는 충전이 불가능하다는 문제점이 있다. 이런 경우를 대비하여 보조배터리를 구비하여 모바일 기기의 충전을 수행하고는 있으나. 이러한 보조배터리의 경우에는 유선으로 연결하여 전력을 전송하는 구조가 대부분이다.
또한 종래의 무선 전력 수신 장치는 별도의 송신 장치로부터 전력을 수신만 하고, 내부에 저장된 전력을 다른 전력수신장치로 전송하지 못하는 문제점이 있었다.
따라서, 일반적인 배터리 장치로서 기능하면서도 무선전력 송신장치로부터 전력을 무선 수신하거나, 무선 전력 수신을 원하는 모바일 기기 등의 다수의 무선전력 수신장치에 전력을 무선송신할 수 있는 통합형 배터리 장치의 필요성이 대두되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 극복할 수 있는 무선전력 충방전이 가능한 통합형 배터리 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 이동이 가능하면서도 무선전력의 충전 및 방전이 가능한 통합형 배터리 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 무선전력 송신장치로부터 전력을 무선 수신하거나, 무선 전력 수신을 원하는 모바일 기기 등의 다수의 무선전력 수신장치에 전력을 무선송신할 수 있는 통합형 배터리 장치를 제공하는 데 있다.
상기한 기술적 과제들의 일부를 달성하기 위한 본 발명의 구체화에 따라, 본 발명에 따른 무선전력 충방전이 가능한 통합형 배터리 장치는, 충전 및 방전이 가능한 복수의 배터리 셀들을 구비하는 충방전부와; AC 무선전력신호를 송신 및 수신하기 위한 무선전력용 안테나를 구비하는 송수신 안테나부와; 무선충전모드에서는 상기 송수신 안테나부를 통해 무선수신되는 AC무선전력신호를 DC변환하여 상기 충방전부에 충전되도록 제어하고, 무선방전모드에서는 상기 충방전부에서 제공되는 DC전력신호를 AC변환하여 상기 송수신 안테나부를 통해 AC무선전력신호로 무선송신되도록 제어하는 충방전제어부를 구비한다.
상기 충방전 제어부는, 상기 무선충전모드에서 상기 AC무선전력신호를 DC변환하여 상기 충방전부에 제공하기 위한 제1컨버터와, 상기 무선방전모드에서 상기 충방전부에서 제공되는 DC전력신호를 AC변환하여 상기 송수신 안테나부에서 제공하는 제2컨버터를 구비하는 컨버팅부와; 상기 컨버팅부와 상기 송수신 안테나부 사이에 구비되어 상기 송수신 안테나부와 상기 컨버팅부 사이의 임피던스를 매칭(matching)시키는 임피던스 매칭부와; 상기 컨버팅부와 상기 임피던스 매칭부 사이 또는 상기 컨버팅부와 상기 충방전부 사이에 구비되며, 상기 무선충전모드의 선택을 위한 제1스위치와, 상기 무선방전모드의 선택을 위한 제2스위치를 구비하는 스위칭부를 구비할 수 있다.
상기 충방전 제어부는, 상기 무선충전모드 및 상기 무선방전모드의 선택을 위해 상기 스위칭부를 제어하는 스위칭 제어부를 더 구비하고, 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치는 상기 스위칭 제어부에 의해 턴 온 및 턴 오프가 제어되는 트랜지스터일 수 있다.
상기 제1스위치는 애노드 단자가 상기 제1컨버터에 연결되고 캐소드 단자가 상기 충방전부에 연결되는 다이오드 소자이고, 상기 제2스위치는 전력변화의 감지를 통해 무선방전모드를 결정하는 송신스위치 모듈을 구비할 수 있다.
상기 제1스위치 및 상기 제2스위치 각각은 전력변화의 감지를 통해 무선충전모드 및 무선방전모드를 결정하는 능동스위치모듈을 구비할 수 있다.
본 발명에 따르면, 휴대가 가능하여 이동이 가능하면서도 무선전력 송신장치로부터 전력을 무선 수신하거나, 무선 전력 수신을 원하는 모바일 기기 등의 다수의 무선전력 수신장치에 전력을 무선송신할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 무선전력 충방전이 가능한 통합형 배터리 장치의 블록도이고,
도 2 내지 도 5는 다양한 실시예의 충방전 제어부를 가지는 도 1의 통합형 배터리 장치의 블록도들이다.
도 2 내지 도 5는 다양한 실시예의 충방전 제어부를 가지는 도 1의 통합형 배터리 장치의 블록도들이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예가, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 철저한 이해를 제공할 의도 외에는 다른 의도 없이, 첨부한 도면들을 참조로 하여 상세히 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 무선전력 충방전이 가능한 통합형 배터리 장치의 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 통합형 배터리 장치(100)는, 충방전부(110), 충방전 제어부(120), 및 송수신 안테나부(130)를 구비한다.
상기 충방전부(110)는 충전 및 방전이 가능한 복수의 배터리 셀들을 구비한다. 상기 충방전부(110)에는 통상의 기술자에게 잘 알려진 충전 및 방전이 가능한 배터리 셀들이 구비된다.
상기 충방전 제어부(120)는, 무선충전모드에서는 상기 송수신 안테나부(130)를 통해 무선수신되는 AC무선전력신호를 DC변환하여 상기 충방전부(110)에 충전되도록 제어하고, 무선방전모드에서는 상기 충방전부(110)에서 제공되는 DC전력신호를 AC변환하여 상기 송수신 안테나부(130)를 통해 AC무선전력신호로 무선송신되도록 제어하게 된다. 상기 충방전 제어부(120)의 다양한 실시예들은 도 2 내지 도 5를 통해 설명한다.
상기 송수신안테나부(130)는 AC 무선전력신호를 송신 및 수신하기 위한 무선전력용 안테나를 구비한다.
상기 무선전력용 안테나는 전자기장에서 전자기 유도 원리에 따라 자기장 및 전자기파 형태의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 수동 소자로, 통상적으로 루프 안테나(loop antenna), 예를 들면, 루프 안테나의 다양한 유형 중 인쇄 회로 기판(printed circuit board) 형태의 루프 안테나가 이용될 수 있다. 인쇄 회로 기판 형태의 루프 안테나는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 레진(PET, polyethylene Terephthalate resin) 또는 폴리이미드(PI, Polyimide ) 등의 박막 필름인 기판 상에 형성된 금속 피막을 에칭하거나 금속 박막을 프린팅함으로써 얻어질 수 있다.
이외에도 통상의 기술자에게 잘 알려진 다양한 구조의 안테나가 이용되는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 통합형 배터리 장치(100)는 상기 무선충전모드에서는 무선전력송신장치(200)로부터 전력을 무선수신하여 상기 충방전부(110)의 배터리셀들을 충전하게 되고, 상기 무선방전모드에서는 상기 충방전부(110)에 저장된 전력(에너지)를 상기 송수신 안테나부(130)를 통해 무선송신하여 하나 또는 복수의 무선전력수신장치들(300)에 제공하게 된다.
도 2 내지 도 5는 다양한 실시예의 충방전 제어부(120)를 가지는 통합형 배터리 장치(100)의 블록도들이다.
도 2 내지 도 5는 송수신 안테나부(130)와 충방전부(110)의 구성을 포함하고 있으나, 그 구성은 도 1을 통해 설명한 바와 동일하므로 그 설명을 생략하고 상기 충방전 제어부(120)의 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
도 2는 상기 충방전 제어부(120)의 제1실시예를 가지는 통합형 배터리 장치(100)의 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 충방전 제어부(120)의 제1실시예는, 임피던스 매칭부(122), 컨버팅부(124), 스위칭 제어부(125) 및 스위칭부(126)를 구비한다.
상기 임피던스 매칭부(122)는 상기 컨버팅부(124)와 상기 송수신 안테나부(130) 사이에 구비되어 상기 송수신 안테나부(130)와 상기 컨버팅부(124) 사이의 임피던스를 매칭(matching)시킨다.
상기 임피던스 매칭부(122)는 무선 충전 또는 방전을 위한 공진 주파수가 변경됨에 따라 가변적 또는 적응적으로 임피던스 매칭을 하기 위한 것이다. 즉, 상기 임피던스 매칭부(122)는 공진형 무선 전력 수신기 또는 무선전력 송신기의 위치에 따라 공진 주파수가 변경될 수 있는데, 그 위치를 바꾸지 않더라도 임피던스 매칭 회로 모듈을 통해 자동으로 그 무선 충전 또는 방전을 위한 공진 주파수를 변경하도록 구성된다. 상기 임피던스 매칭부(122)는 기본적으로 하나 또는 복수의 매칭 커패시터(matching capacitor)를 구비하고 이들 커패시터에 의해 공진 주파수가 변경될 수 있다.
상기 컨버팅부(124)는 상기 무선충전모드에서 상기 AC무선전력신호를 DC변환하여 상기 충방전부(110)에 제공하기 위한 제1컨버터(124a)와, 상기 무선방전모드에서 상기 충방전부(110)에서 제공되는 DC전력신호를 AC변환하여 상기 송수신 안테나부(130)에서 제공하는 제2컨버터(124b)를 구비할 수 있다. 상기 제1컨버터(124a)는 교류를 직류로 변환하는 AC-DC컨버터이고, 상기 제2컨버터(124b)는 직류를 교류로 변환하는 DC-AC컨버터일 수 있다.
상기 스위칭부(126)는 상기 컨버팅부(124)와 상기 충방전부(110) 사이에 구비되며, 상기 무선충전모드의 선택을 위한 제1스위치(126a)와, 상기 무선방전모드의 선택을 위한 제2스위치(126b)를 구비한다.
상기 제1스위치(126a) 및 상기 제2스위치(126b) 각각은 상기 스위칭 제어부(125)에 의해 턴 온 및 턴 오프가 제어되는 트랜지스터로 구성될 수 있다.
상기 스위칭 제어부(125)는 상기 무선충전모드 및 상기 무선방전모드의 선택을 위해 상기 스위칭부(126)를 제어한다. 상기 스위칭 제어부(125)는 CPU 또는 마이크로 컨트롤러를 구비하여 상기 스위칭부(126)에 대한 스위칭을 제어하게 된다.
상기 스위칭 제어부(125)는 상기 충방전부(110)에 저장된 전력량, 근처에 무선전력 송신장치(200)가 존재하는 지 여부, 근처에 무선전력 수신장치(300)가 존재하는 지 여부 등에 따라 상기 스위칭부(126)를 제어하여 상기 무선충전모드 및 상기 무선방전모드를 자동으로 선택하는 것이 가능하다.
예를 들어, 상기 충방전부(110)에 저장된 전력의 양이 미리 설정된 기준값보다 적은 경우는 상기 무선충전모드를 선택하도록 제어하고, 상기 기준값보다 많은 경우는 상기 무선방전모드를 선택하도록 할 수 있다. 이외에 근처에 무선전력 송신장치(200)가 존재하는 경우에는 상기 무선충전모드를 선택하고 근처에 무선전력 수신장치(300)가 존재하는 경우에는 자동으로 무선방전모드를 선택하도록 제어하는 것이 가능하다.
도 3은 상기 충방전 제어부(120)의 제2실시예를 가지는 통합형 배터리 장치(100)의 블록도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 충방전 제어부(120)의 제2실시예는, 임피던스 매칭부(122), 컨버팅부(124), 스위칭 제어부(125) 및 스위칭부(126)를 구비한다.
상기 임피던스 매칭부(122)는 상기 컨버팅부(124)와 상기 송수신 안테나부(130) 사이에 구비되어 상기 송수신 안테나부(130)와 상기 컨버팅부(124) 사이의 임피던스를 매칭(matching)시킨다.
상기 임피던스 매칭부(122)는 무선 충전 또는 방전을 위한 공진 주파수가 변경됨에 따라 가변적 또는 적응적으로 임피던스 매칭을 하기 위한 것이다. 즉, 상기 임피던스 매칭부(122)는 공진형 무선 전력 수신기 또는 무선전력 송신기의 위치에 따라 공진 주파수가 변경될 수 있는데, 그 위치를 바꾸지 않더라도 임피던스 매칭 회로 모듈을 통해 자동으로 그 무선 충전 또는 방전을 위한 공진 주파수를 변경하도록 구성된다. 상기 임피던스 매칭부(122)는 기본적으로 하나 또는 복수의 매칭 커패시터(matching capacitor)를 구비하고 이들 커패시터에 의해 공진 주파수가 변경될 수 있다.
상기 컨버팅부(124)는 상기 무선충전모드에서 상기 AC무선전력신호를 DC변환하여 상기 충방전부(110)에 제공하기 위한 제1컨버터(124a)와, 상기 무선방전모드에서 상기 충방전부(110)에서 제공되는 DC전력신호를 AC변환하여 상기 송수신 안테나부(130)에서 제공하는 제2컨버터(124b)를 구비할 수 있다. 상기 제1컨버터(124a)는 교류를 직류로 변환하는 AC-DC컨버터이고, 상기 제2컨버터(124b)는 직류를 교류로 변환하는 DC-AC컨버터일 수 있다.
상기 스위칭부(126)는 상기 컨버팅부(124)와 상기 임피던스 매칭부(122) 사이에 구비되며, 상기 무선충전모드의 선택을 위한 제1스위치(126a)와, 상기 무선방전모드의 선택을 위한 제2스위치(126b)를 구비한다.
상기 제1스위치(126a) 및 상기 제2스위치(126b) 각각은 상기 스위칭 제어부(125)에 의해 턴 온 및 턴 오프가 제어되는 트랜지스터로 구성될 수 있다.
상기 스위칭 제어부(125)는 상기 무선충전모드 및 상기 무선방전모드의 선택을 위해 상기 스위칭부(126)를 제어한다. 상기 스위칭 제어부(125)는 CPU 또는 마이크로 컨트롤러를 구비하여 상기 스위칭부(126)에 대한 스위칭을 제어하게 된다.
상기 스위칭 제어부(125)는 상기 충방전부(110)에 저장된 전력량, 근처에 무선전력 송신장치(200)가 존재하는 지 여부, 근처에 무선전력 수신장치(300)가 존재하는 지 여부 등에 따라 상기 스위칭부(126)를 제어하여 상기 무선충전모드 및 상기 무선방전모드를 자동으로 선택하는 것이 가능하다.
예를 들어, 상기 충방전부(110)에 저장된 전력의 양이 미리 설정된 기준값보다 적은 경우는 상기 무선충전모드를 선택하도록 제어하고, 상기 기준값보다 많은 경우는 상기 무선방전모드를 선택하도록 할 수 있다. 이외에 근처에 무선전력 송신장치(200)가 존재하는 경우에는 상기 무선충전모드를 선택하고 근처에 무선전력 수신장치(300)가 존재하는 경우에는 자동으로 무선방전모드를 선택하도록 제어하는 것이 가능하다.
도 4는 상기 충방전 제어부(120)의 제3실시예를 가지는 통합형 배터리 장치(100)의 블록도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 충방전 제어부(120)의 제3실시예는, 임피던스 매칭부(122), 컨버팅부(124), 및 스위칭부(126)를 구비한다.
상기 임피던스 매칭부(122)는 상기 컨버팅부(124)와 상기 송수신 안테나부(130) 사이에 구비되어 상기 송수신 안테나부(130)와 상기 컨버팅부(124) 사이의 임피던스를 매칭(matching)시킨다.
상기 임피던스 매칭부(122)는 무선 충전 또는 방전을 위한 공진 주파수가 변경됨에 따라 가변적 또는 적응적으로 임피던스 매칭을 하기 위한 것이다. 즉, 상기 임피던스 매칭부(122)는 공진형 무선 전력 수신기 또는 무선전력 송신기의 위치에 따라 공진 주파수가 변경될 수 있는데, 그 위치를 바꾸지 않더라도 임피던스 매칭 회로 모듈을 통해 자동으로 그 무선 충전 또는 방전을 위한 공진 주파수를 변경하도록 구성된다. 상기 임피던스 매칭부(122)는 기본적으로 하나 또는 복수의 매칭 커패시터(matching capacitor)를 구비하고 이들 커패시터에 의해 공진 주파수가 변경될 수 있다.
상기 컨버팅부(124)는 상기 무선충전모드에서 상기 AC무선전력신호를 DC변환하여 상기 충방전부(110)에 제공하기 위한 제1컨버터(124a)와, 상기 무선방전모드에서 상기 충방전부(110)에서 제공되는 DC전력신호를 AC변환하여 상기 송수신 안테나부(130)에서 제공하는 제2컨버터(124b)를 구비할 수 있다. 상기 제1컨버터(124a)는 교류를 직류로 변환하는 AC-DC컨버터이고, 상기 제2컨버터(124b)는 직류를 교류로 변환하는 DC-AC컨버터일 수 있다.
상기 스위칭부(126)는 상기 컨버팅부(124)와 상기 충방전부(110) 사이에 구비되며, 상기 무선충전모드의 선택을 위한 제1스위치(126c)와, 상기 무선방전모드의 선택을 위한 제2스위치(126d)를 구비한다.
상기 제1스위치(126c)는 애노드 단자가 상기 제1컨버터(124a)에 연결되고 캐소드 단자가 상기 충방전부(110)에 연결되는 다이오드 소자이고, 상기 제2스위치(126d)는 전력변화의 감지를 통해 무선방전모드를 결정하는 송신스위치 모듈(126d)을 구비할 수 있다.
상기 제1스위치(126c)인 다이오드 소자는 상기 제1컨버터(124a)를 거친 수신전력이 상기 충방전부(110)로 전송되도록 하나 상기 충방전부(110)에 저장된 전력이 상기 제1스위치(126c)를 통해 방전되는 것을 차단하게 된다. 이에 따라 근처에 무선전력 송신장치(200)가 존재하고 상기 송수신 안테나부(130)를 통해 무선전력이 수신되는 경우에 상기 무선충전모드는 자동으로 선택되게 된다.
상기 제2스위치(126d)는 별도의 스위칭 제어부의 제어동작이나 별도의 컨트롤러의 제어동작없이 능동적으로 동작하게 된다. 예를 들면, 근처에 무선전력 수신장치(300)가 존재하는 경우에 상기 송수신 안테나부(130)의 송수신 안테나와 상기 무선전력 수신장치(300)가 전자기적 공진 결합 또는 전기적 결합을 하게 되면, 이에 따른 전력변화를 감지하여 무선방전모드로 능동적 스위칭 동작하게 된다.
이에 따라 상기 제2스위치(126d)인 송신스위치 모듈(126d)은 전력변화의 감지를 위한 감지수단이나 전력변화에 의해 능동적인 스위칭 동작을 수행하는 모듈을 포함할 수 있다.
도 5는 상기 충방전 제어부(120)의 제4실시예를 가지는 통합형 배터리 장치(100)의 블록도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 충방전 제어부(120)의 제4실시예는, 임피던스 매칭부(122), 컨버팅부(124), 및 스위칭부(126)를 구비한다.
상기 임피던스 매칭부(122)는 상기 컨버팅부(124)와 상기 송수신 안테나부(130) 사이에 구비되어 상기 송수신 안테나부(130)와 상기 컨버팅부(124) 사이의 임피던스를 매칭(matching)시킨다.
상기 임피던스 매칭부(122)는 무선 충전 또는 방전을 위한 공진 주파수가 변경됨에 따라 가변적 또는 적응적으로 임피던스 매칭을 하기 위한 것이다. 즉, 상기 임피던스 매칭부(122)는 공진형 무선 전력 수신기 또는 무선전력 송신기의 위치에 따라 공진 주파수가 변경될 수 있는데, 그 위치를 바꾸지 않더라도 임피던스 매칭 회로 모듈을 통해 자동으로 그 무선 충전 또는 방전을 위한 공진 주파수를 변경하도록 구성된다. 상기 임피던스 매칭부(122)는 기본적으로 하나 또는 복수의 매칭 커패시터(matching capacitor)를 구비하고 이들 커패시터에 의해 공진 주파수가 변경될 수 있다.
상기 컨버팅부(124)는 상기 무선충전모드에서 상기 AC무선전력신호를 DC변환하여 상기 충방전부(110)에 제공하기 위한 제1컨버터(124a)와, 상기 무선방전모드에서 상기 충방전부(110)에서 제공되는 DC전력신호를 AC변환하여 상기 송수신 안테나부(130)에서 제공하는 제2컨버터(124b)를 구비할 수 있다. 상기 제1컨버터(124a)는 교류를 직류로 변환하는 AC-DC컨버터이고, 상기 제2컨버터(124b)는 직류를 교류로 변환하는 DC-AC컨버터일 수 있다.
상기 스위칭부(126)는 상기 컨버팅부(124)와 상기 충방전부(110) 사이에 구비되며, 상기 무선충전모드의 선택을 위한 제1스위치(126e)와, 상기 무선방전모드의 선택을 위한 제2스위치(126f)를 구비한다.
상기 제1스위치(126e) 및 상기 제2스위치(126f) 각각은 전력변화의 감지를 통해 무선충전모드 및 무선방전모드를 결정하는 능동스위치모듈을 구비할 수 있다.
상기 제1스위치(126e)인 능동수신스위치 모듈은 별도의 스위칭 제어부의 제어동작이나 별도의 컨트롤러의 제어동작없이 능동적으로 동작하게 된다, 예를 들면, 근처에 무선전력 송신장치(200)가 존재하고, 상기 송수신 안테나부(130)의 송수신 안테나와 상기 무선전력 송신장치(200)가 전자기적 공진 결합 또는 전기적 결합을 하게 되면, 이에 따른 전력변화를 감지하여 무선충전모드로 스위칭 동작하게 된다.
상기 제2스위치(126f)인 능동송신스위치 모듈은 별도의 스위칭 제어부의 제어동작이나 별도의 컨트롤러의 제어동작없이 능동적으로 동작하게 된다. 예를 들면, 근처에 무선전력 수신장치(300)가 존재하는 경우에 상기 송수신 안테나부(130)의 송수신 안테나와 상기 무선전력 수신장치(300)가 전자기적 공진 결합 또는 전기적 결합을 하게 되면, 이에 따른 전력변화를 감지하여 무선방전모드로 스위칭 동작하게 된다.
상기 제1스위치(126e) 및 상기 제2스위치(126f) 각각은 전력변화의 감지를 위한 감지수단이나 전력변화에 의해 능동적인 스위칭 동작을 수행하는 모듈을 포함할 수 있다.
본 발명에 적용되는 무선 전력 송수신 방식은 자기유도방식, 자기공명방식을 포함하여 통상의 기술자에게 잘 알려진 무선 전력 송수신 방식이 적용될 수 있다.
또한, 본 발명에 적용되는 통합형 배터리 장치는 아래에서 설명되는 무선충전 및 무선방전 외에 유선 충전 및 유선방전도 가능한 구조를 가진다. 유선 충전 및 방전기술의 경우에는 통상의 기술자에게 잘 알려져 있으므로 더 이상의 설명을 생략한다.
본 발명에 따른 무선전력 충방전이 가능한 통합형 배터리 장치는 스마트폰 등의 모바일 기기를 위한 보조 배터리 장치 등으로 활용가능하고, 이외에 다양한 배터리 장치에 적용가능하다.
본 발명에 따른 무선전력 충방전이 가능한 통합형 배터리 장치는 휴대가 가능하여 이동이 가능하면서도 무선전력 송신장치로부터 전력을 무선 수신하거나, 무선 전력 수신을 원하는 모바일 기기 등의 다수의 무선전력 수신장치에 전력을 무선송신할 수 있다는 장점이 있다.
상기한 실시예의 설명은 본 발명의 더욱 철저한 이해를 위하여 도면을 참조로 예를 든 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하는 의미로 해석되어서는 안될 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기본적 원리를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 명백하다 할 것이다.
110 : 충방전부 120 : 충방전 제어부
130 : 송수신 안테나부
130 : 송수신 안테나부
Claims (5)
- 무선전력 충방전이 가능한 통합형 배터리 장치에 있어서:
충전 및 방전이 가능한 복수의 배터리 셀들을 구비하는 충방전부와;
AC 무선전력신호를 송신 및 수신하기 위한 무선전력용 안테나를 구비하는 송수신 안테나부와;
무선충전모드에서는 상기 송수신 안테나부를 통해 무선수신되는 AC무선전력신호를 DC변환하여 상기 충방전부에 충전되도록 제어하고, 무선방전모드에서는 상기 충방전부에서 제공되는 DC전력신호를 AC변환하여 상기 송수신 안테나부를 통해 AC무선전력신호로 무선송신되도록 제어하는 충방전제어부를 구비하고,
상기 충방전 제어부는,
상기 무선충전모드에서 상기 AC무선전력신호를 DC변환하여 상기 충방전부에 제공하기 위한 제1컨버터와, 상기 무선방전모드에서 상기 충방전부에서 제공되는 DC전력신호를 AC변환하여 상기 송수신 안테나부에서 제공하는 제2컨버터를 구비하는 컨버팅부와;
상기 컨버팅부와 상기 송수신 안테나부 사이에 구비되어 상기 송수신 안테나부와 상기 컨버팅부 사이의 임피던스를 매칭(matching)시키는 임피던스 매칭부와;
상기 컨버팅부와 상기 임피던스 매칭부 사이 또는 상기 컨버팅부와 상기 충방전부 사이에 구비되며, 상기 무선충전모드의 선택을 위한 제1스위치와, 상기 무선방전모드의 선택을 위한 제2스위치를 구비하는 스위칭부를 구비하며,
상기 제1스위치는 애노드 단자가 상기 제1컨버터에 연결되고 캐소드 단자가 상기 충방전부에 연결되는 다이오드 소자이고,
상기 제2스위치는 전력변화의 감지를 통해 무선방전모드를 결정하는 송신스위치 모듈을 구비하고,
상기 송신스위치 모듈은,
상기 송수신 안테나부와 무선전력 수신장치의 전자기적 공진 결합 또는 전기적 결합에 따른 전력변화를 감지하는 감지수단 및 상기 감지수단에 의해 온오프되는 스위치로 구성됨을 특징으로 하는 무선전력 충방전이 가능한 통합형 배터리 장치. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 무선전력 충방전이 가능한 통합형 배터리 장치에 있어서:
충전 및 방전이 가능한 복수의 배터리 셀들을 구비하는 충방전부와;
AC 무선전력신호를 송신 및 수신하기 위한 무선전력용 안테나를 구비하는 송수신 안테나부와;
무선충전모드에서는 상기 송수신 안테나부를 통해 무선수신되는 AC무선전력신호를 DC변환하여 상기 충방전부에 충전되도록 제어하고, 무선방전모드에서는 상기 충방전부에서 제공되는 DC전력신호를 AC변환하여 상기 송수신 안테나부를 통해 AC무선전력신호로 무선송신되도록 제어하는 충방전제어부를 구비하고,
상기 충방전 제어부는,
상기 무선충전모드에서 상기 AC무선전력신호를 DC변환하여 상기 충방전부에 제공하기 위한 제1컨버터와, 상기 무선방전모드에서 상기 충방전부에서 제공되는 DC전력신호를 AC변환하여 상기 송수신 안테나부에서 제공하는 제2컨버터를 구비하는 컨버팅부와;
상기 컨버팅부와 상기 송수신 안테나부 사이에 구비되어 상기 송수신 안테나부와 상기 컨버팅부 사이의 임피던스를 매칭(matching)시키는 임피던스 매칭부와;
상기 컨버팅부와 상기 임피던스 매칭부 사이 또는 상기 컨버팅부와 상기 충방전부 사이에 구비되며, 상기 무선충전모드의 선택을 위한 제1스위치와, 상기 무선방전모드의 선택을 위한 제2스위치를 구비하는 스위칭부를 구비하며,
상기 제1스위치 및 상기 제2스위치 각각은 전력변화의 감지를 통해 무선충전모드 및 무선방전모드를 결정하는 능동스위치모듈을 구비하고,
상기 능동스위치 모듈은, 무선전력 송신장치 또는 무선전력수신장치와 상기 송수신 안테나부의 전자기적 공진 결합 또는 전기적 결합에 따른 전력변화를 감지하는 감지수단 및 상기 감지수단에 의해 온오프되는 스위치로 구성됨을 특징으로 하는 무선전력 충방전이 가능한 통합형 배터리 장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160082301A KR101719205B1 (ko) | 2016-06-30 | 2016-06-30 | 무선전력 충방전이 가능한 통합형 배터리 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160082301A KR101719205B1 (ko) | 2016-06-30 | 2016-06-30 | 무선전력 충방전이 가능한 통합형 배터리 장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101719205B1 true KR101719205B1 (ko) | 2017-03-31 |
Family
ID=58501013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020160082301A KR101719205B1 (ko) | 2016-06-30 | 2016-06-30 | 무선전력 충방전이 가능한 통합형 배터리 장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101719205B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115923513A (zh) * | 2022-12-13 | 2023-04-07 | 合众新能源汽车股份有限公司 | 一种无线放电*** |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20130032293A (ko) * | 2012-12-07 | 2013-04-01 | 엘지이노텍 주식회사 | 무선 전력 수신 장치 및 이를 이용한 무선 충전 시스템 |
| KR101491472B1 (ko) | 2013-09-12 | 2015-02-11 | 희성전자 주식회사 | 무선 전력 전달용 안테나 장치 |
| KR20150073275A (ko) * | 2013-12-20 | 2015-07-01 | 삼성전기주식회사 | 무선 전력 송수신 장치 |
-
2016
- 2016-06-30 KR KR1020160082301A patent/KR101719205B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
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| KR20130032293A (ko) * | 2012-12-07 | 2013-04-01 | 엘지이노텍 주식회사 | 무선 전력 수신 장치 및 이를 이용한 무선 충전 시스템 |
| KR101491472B1 (ko) | 2013-09-12 | 2015-02-11 | 희성전자 주식회사 | 무선 전력 전달용 안테나 장치 |
| KR20150073275A (ko) * | 2013-12-20 | 2015-07-01 | 삼성전기주식회사 | 무선 전력 송수신 장치 |
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