KR101763631B1 - Auxiliary battery having waterproof function - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 보조 배터리 장치의 무선 충방전 기술에 관한 것으로, 특히 보조 배터리 장치가 무선으로 충전하고 무선으로 방전하여 방수 기능을 갖고 사용상의 편리성을 도모할 수 있도록 한 방수 기능을 갖는 보조 배터리 장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a wireless charging and discharging technology of a secondary battery device, and more particularly to a secondary battery device having a waterproof function for wirelessly charging and discharging wirelessly, .
도 1은 종래 기술에 의한 보조 배터리 장치의 개략도로서 이에 도시한 바와 같이 보조배터리 장치(10)의 일측면에 충전포트(11)가 형성되고, 타측면에 방전용 USB 케이블(12)이 형성되어 있다.1 is a schematic view of a conventional auxiliary battery device. As shown in FIG. 1, a
사용자가 보조배터리 장치(10)를 충전시키고자 하는 경우, 충전 아답터를 충전포트(11)에 연결한다. 이에 따라, 충전 아답터를 통해 공급되는 직류전원에 의해 보조배터리 장치(10)가 충전된다.When the user wishes to charge the
다른 예로써, 상기 충전포트(11)에 충전용 케이블이 연결될 수 있는데, 이와 같은 경우 상기 충전 어댑터가 상기 충전용 케이블에 연결되어 보조배터리 장치(10)가 충전된다.As another example, a charging cable may be connected to the
사용자가 상기와 같은 과정을 통해 충전된 보조배터리 장치(10)를 이용하여 스마트폰이나 휴대용 단말기를 충전시키고자 하는 경우, 방전용 USB 케이블(12)을 해당 스마트폰이나 휴대용 단말기에 연결한다. 이에 따라, 보조배터리 장치(10)에 충전된 직류전원이 방전용 USB 케이블(12)을 통해 해당 스마트폰이나 휴대용 단말기 측으로 방전된다.
When the user wants to charge the smartphone or the portable terminal by using the charged
이와 같이 종래 기술에 의한 보조배터리 장치는 외부로부터 충전용 전원을 공급받기 위해 충전포트나 충전용 케이블이 구비되고, 충전된 직류전원을 스마트폰이나 휴대용 단말기에 방전하기 위해 충전포트나 충전용 케이블이 구비되므로, 이들을 통해 보조배터리 장치의 누전사고가 발생되는 문제점이 있다. 또한, 보조배터리 장치를 충전시키거나 방전시키는 경우 사용자가 일일이 보조배터리 장치를 충전 아답터 또는 스마트폰이나 휴대용 단말기에 연결해야 하는 불편함이 있다.
As described above, the auxiliary battery device according to the related art includes a charging port and a charging cable for receiving charging power from the outside, and a charging port or a charging cable for discharging the charged DC power to the smartphone or the portable terminal There is a problem that a short circuit accident occurs in the auxiliary battery device through these. In addition, when the auxiliary battery device is charged or discharged, there is a problem that the user must individually connect the auxiliary battery device to the charging adapter, the smart phone or the portable terminal.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 보조 배터리 장치가 충방전 시 방수 기능을 구현하기 위하여, 무선 충전 패드를 통해 무선으로 충전하고 충전된 전원을 트랜스를 통해 무선으로 충전 대상의 기기에 전달할 수 있도록 하는데 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a secondary battery device capable of wirelessly charging a charged battery via a wireless charging pad and transmitting the charged power to a charging target device wirelessly through a transformer .
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 보조 배터리 장치의 무선 충방전 회로는, 충전트랜스를 통해 무선 충전 패드로부터 유도기전력을 공급받아 충전하고, 상기 충전에 의한 직류전원을 이용하여 방전트랜스를 구동하여 충전기기 측으로 유도기전력이 발생되게 하는 보조 배터리 장치를 포함하되, 상기 보조 배터리 장치는 상기 충전트랜스를 통해 유도기전력을 공급받아 벅 컨버팅하여 충전용 배터리의 충전을 위한 전원을 생성하는 충전회로; 상기 충전회로로부터 공급되는 전원을 내부의 상기 충전용 배터리에 저장하고, 상기 충전용 배터리로부터 방전되는 전원을 부스트 컨버팅하여 출력하는 배터리 회로; 및 상기 배터리회로로부터 공급되는 전원을 벅 컨버팅하여 상기 방전트랜스를 구동하는 방전회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a wireless charging and discharging circuit for a secondary battery device, the charging device comprising: And an auxiliary battery device for generating an induced electromotive force on the side of the charging device, wherein the auxiliary battery device includes a charging circuit for generating a power for charging the rechargeable battery by buck- ; A battery circuit that stores power supplied from the charging circuit in the charging battery therein and boosts and converts power discharged from the charging battery; And a discharge circuit for buck-converting the power supplied from the battery circuit to drive the discharge transformer.
본 발명은 보조 배터리 장치가 무선 충전 패드를 통해 무선으로 충전하고 충전된 전원을 트랜스를 통해 무선으로 충전 대상의 기기에 전달할 수 있도록 함으로써, 본체의 외부 케이스에 충전 또는 방전을 위한 포트를 마련할 필요가 없게 되어 방수 기능을 용이하게 구현할 수 있는 효과가 있다.
It is an object of the present invention to provide a secondary battery device in which a charging port or a discharging port is provided in an outer case of a main body by wirelessly charging the auxiliary battery device via a wireless charging pad and transmitting the charged power via a transformer to a charging target device wirelessly So that the waterproof function can be easily implemented.
도 1은 종래 기술에 의한 보조 배터리 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 보조 배터리 장치의 사용예를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 방수 기능을 갖는 보조 배터리 장치의 블록도이다.1 is a schematic diagram of an auxiliary battery device according to the prior art.
2 is a block diagram for explaining an example of use of the auxiliary battery device according to the embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of an auxiliary battery device having a waterproof function according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 보조 배터리 장치의 사용예를 설명하기 위한 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 충전트랜스를 통해 무선 충전 패드(100)로부터 유도기전력을 공급받아 충전하고, 그 충전된 직류전원을 방전트랜스를 통해 충전기기(300)에 방전하는 보조 배터리 장치(200)를 포함한다.FIG. 2 is a block diagram for explaining an example of use of the auxiliary battery device according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, an induction electromotive force is supplied from the
이와 같이 상기 보조 배터리 장치(200)는 충전트랜스를 통해 무선 충전 패드(100)로부터 유도기전력을 공급받고, 충전된 직류전원을 방전트랜스를 통해 충전기기(300)에 방전하므로 별도의 포트나 케이블을 사용하지 않게 되어 외부 케이스를 용이하게 방수처리 할 수 있다.Since the
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 방수 기능을 갖는 보조 배터리 장치의 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 무선충전 패드(100), 보조 배터리 장치(200) 및 충전기기(300)를 포함한다.FIG. 3 is a block diagram of an auxiliary battery device having a waterproof function according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the device includes a
무선충전 패드(100)는 외부로부터 상용전원을 공급받아 제1전압(예: 5V) 및 제1전류(예: 2A)의 유도기전력(전자기장)을 발생한다. The
이를 위해 상기 무선충전 패드(100)는 교류/직류 변환기(110), 충전파워 스위칭부(120), 충전트랜스(T1)의 1차코일(L11), 충전 피드백부(130) 및 무선충전 제어부(140)를 구비한다. The
교류/직류 변환기(110)는 외부로부터 공급되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환한다. The AC /
충전파워 스위칭부(120)는 상기 교류/직류 변환기(110)로부터 충전트랜스(T1)의 1차코일(L11)에 공급되는 직류전원을 스위칭하여 그 충전트랜스(T1)를 구동한다. 이에 의해 상기 충전트랜스(T1)의 1차코일(L11)을 통해 상기 제1전압 및 제1전류의 유도기전력이 발생된다. 이를 위해 상기 충전파워 스위칭부(120)는 파워 트랜지스터(예: MOS 트랜지스터)와 같은 스위칭 소자를 구비할 수 있다. The charging
충전 피드백부(130)는 상기 충전트랜스(T1)의 1차코일(L11)을 통해 피드백되는 전류를 검출하여 그에 따른 제1피드백신호를 출력한다. The
무선충전 제어부(140)는 상기 제1피드백신호에 따라 상기 충전파워 스위칭부(120)의 스위칭 동작을 제어하여 해당 유도기전력이 발생되도록 한다. 이에 따라, 후술하는 충전용 배터리의 만충전 시에는 상기 무선충전 제어부(140)의 제어에 의하여 상기 유도기전력 발생 동작이 중지된다.The
보조 배터리 장치(200)는 상기 충전트랜스(T1)의 2차코일(L12)을 통해 상기 무선 충전 패드(100)로부터 유도기전력을 공급받아 충전하고, 그 충전된 직류전원을 방전트랜스(T2)를 통해 유도기전력으로 변환하여 충전기기(300)에 방전하는 역할을 수행한다.The
이를 위해 상기 보조 배터리 장치(200)는 충전회로(210), 배터리 회로(220) 및 방전회로(230)를 구비한다.To this end, the
충전회로(210)는 상기 충전트랜스(T1)의 2차코일(L12)을 통해 유도기전력을 공급받아 벅 컨버팅(Buck Converting)하여 충전용 배터리(221)의 충전을 위한 제2전압(3.7V) 및 제2전류(1.5A)의 전원을 생성한다. The
이를 위해 상기 충전회로(210)는 충전트랜스(T1)의 2차코일(L12), 정류부(211), 전압 조정부(212) 및 제1제어부(213)를 구비한다.The
정류부(211)는 상기 충전트랜스(T1)의 2차코일(L12)을 통해 공급되는 유도기전력으로 부터 획득된 교류전원을 전파 정류하여 직류전원을 생성하는 역할을 한다.The rectifying
전압 조정부(212)는 상기 정류부(211)로부터 직류전원을 공급받아 충전용 배터리(221)의 충전에 요구되는 제2전압 및 제2전류로 조정하는 역할을 한다. The voltage adjusting
제1제어부(213)는 상기 유도기전력으로부터 충전용 배터리(221)의 충전을 위한 제2전압 및 제2전류를 생성할 수 있도록 상기 정류부(211) 및 전압 조정부(212)의 동작을 제어하는 역할을 한다.The
배터리 회로(220)는 상기 충전회로(210)로부터 공급되는 제2전압(3.7V) 및 제2전류(1.5A)의 전원을 내부의 충전용 배터리(예: 리튬 배터리)(221)에 저장하고, 상기 충전용 배터리(221)에 저장된 제2전압 및 제2전류의 전원을 부스트 컨버팅(Boost Converting)하여 제1전압 및 제1전류의 전원으로 출력한다. The
방전회로(230)는 상기 배터리회로(220)로부터 공급되는 제1전압 및 제1전류의 전원을 벅 컨버팅(Buck Converting)하여 제1전압 및 제2전류의 유도기전력을 발생한다.The
이를 위해 상기 방전회로(230)는 방전트랜스(T2)의 1차코일(L21), 방전파워 스위칭부(231), 방전 피드백부(232) 및 제2제어부(233)를 구비한다.The
방전파워 스위칭부(231)는 상기 배터리회로(220)로부터 방전트랜스(T2)의 1차코일(L21)에 공급되는 직류전원을 스위칭하여 그 방전트랜스(T2)를 구동한다. 이에 의해 상기 방전트랜스(T2)의 1차코일(L21)을 통해 상기 제1전압 및 제2전류의 유도기전력이 발생된다. 이를 위해 상기 방전파워 스위칭부(231)는 파워 트랜지스터(예: MOS 트랜지스터)와 같은 스위칭 소자를 구비할 수 있다. The discharge
방전 피드백부(232)는 상기 방전트랜스(T2)의 1차코일(L21)을 통해 피드백되는 전압을 검출하여 그에 따른 방전 피드백신호를 출력한다. The
제2제어부(233)는 상기 방전 피드백신호에 따라 상기 방전파워 스위칭부(231)의 스위칭 동작을 제어하여 해당 유도기전력이 발생되도록 한다. 이에 따라, 후술하는 충전기기(300)의 만충전 시에는 상기 제2제어부(233)의 제어에 의하여 상기 유도기전력 발생 동작이 중지된다.The
충전기기(300)는 상기 방전트랜스(T2)의 2차코일(L22)을 통해 공급되는 유도기전력으로부터 제1전압 및 제2전류의 전원을 공급받아 내부의 충전기기용 배터리(330)를 충전시키는 역할을 한다. The
이를 위해 상기 충전기기(300)는 방전트랜스(T2)의 2차코일(L22), 충전기기 정류부(310), 충전기기전압 조정부(320), 충전기기용 배터리(330) 및 충전기기 제어부(340)를 구비한다.The
충전기기 정류부(310)는 상기 방전트랜스(T2)의 2차코일(L22)을 통해 공급되는 유도기전력으로부터 획득된 교류전원을 전파 정류하여 직류전원을 생성하는 역할을 한다.The charging
충전기기전압 조정부(320)는 상기 충전기기 정류부(310)로부터 직류전원을 공급받아 충전기기용 배터리(330)를 충전시키는데 적당한 전압 및 전류로 조정하는 역할을 한다. The charging
충전기기 제어부(340)는 상기 유도기전력으로부터 충전기기용 배터리(330)의 충전을 위한 전압 및 전류를 생성할 수 있도록 상기 충전기기 정류부(310) 및 충전기기전압 조정부(320)의 동작을 제어하는 역할을 한다.
The charging
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것이 아니라 다음의 청구범위에서 정의하는 본 발명의 기본 개념을 바탕으로 보다 다양한 실시예로 구현될 수 있으며, 이러한 실시예들 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, it should be understood that the scope of the present invention is not limited thereto. These embodiments are also within the scope of the present invention.
100 : 무선충전 패드 200 : 보조 배터리 장치
210 : 충전회로 211 : 정류부
212 : 전압 조정부 213 : 제1제어부
220 : 배터리 회로 230 : 방전회로
231 : 방전파워 스위칭부 232 : 방전 피드백부
233 : 제2제어부 300 : 충전기기
310 : 충전기기 정류부 320 : 충전기기전압 조정부
330 : 충전기기용 배터리 340 : 충전기기 제어부
400 : 보조배터리 시스템100: wireless charging pad 200: auxiliary battery device
210: Charging circuit 211:
212: voltage adjustment unit 213: first control unit
220: Battery circuit 230: Discharge circuit
231: Discharge power switching unit 232: Discharge feedback unit
233: second control unit 300: charging device
310: Charging device rectifying part 320: Charging device voltage adjusting part
330: Battery for charger unit 340: Charging unit control unit
400: Auxiliary battery system
Claims (5)
상기 보조 배터리 장치는
외부와 연결되는 단자가 생략되고 방수처리된 외부 케이스 내부에 설치되어 상기 충전트랜스를 통해 유도기전력을 공급받아 벅 컨버팅하여 출력하는 충전회로;
상기 충전회로로부터 공급되는 전원을 내부의 충전용 배터리에 저장함과 아울러, 상기 충전용 배터리에 저장된 전원을 부스트 컨버팅하여 출력하는 배터리 회로; 및
상기 배터리회로로부터 공급되는 전원을 벅 컨버팅하여 상기 방전트랜스에 공급하는 방전회로를 포함하고,
상기 충전회로는
상기 충전트랜스의 2차코일을 통해 공급되는 유도기전력으로 부터 획득된 교류전원을 전파 정류하여 직류전원을 생성하는 정류부;
상기 정류부로부터 직류전원을 공급받아 상기 충전용 배터리의 충전에 요구되는 전압 및 전류가 출력되도록 조정하는 전압 조정부; 및
상기 유도기전력으로부터 상기 충전용 배터리의 충전을 위한 전압 및 전류를 생성할 수 있도록 상기 정류부 및 상기 전압 조정부의 동작을 제어하는 제1제어부를 포함하며,
상기 방전회로는
상기 배터리회로로부터 상기 방전트랜스의 1차코일에 공급되는 직류전원을 스위칭하여 그 방전트랜스를 구동하는 방전파워 스위칭부;
상기 방전트랜스의 1차코일을 통해 피드백되는 전압을 검출하여 그에 따른 방전 피드백신호를 출력하는 방전 피드백부; 및
상기 방전 피드백신호에 따라 상기 방전파워 스위칭부의 스위칭 동작을 제어하여 해당 유도기전력이 발생되게 하는 제2제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 방수 기능을 갖는 보조 배터리 장치.
And a supplementary battery device for charging and discharging the induced electromotive force from the wireless charging pad via the charging transformer and driving the discharging transformer by using the charged DC power source to generate the induced electromotive force to the charging device side,
The auxiliary battery device
A charging circuit which is provided inside the waterproof case and excludes terminals connected to the outside, buck-converts and receives the induced electromotive force through the charging transformer, and outputs the converted signal;
A battery circuit that stores power supplied from the charging circuit in an internal rechargeable battery, boosts and converts the power stored in the rechargeable battery, and outputs the boosted power; And
And a discharge circuit that buck converts power supplied from the battery circuit and supplies the buck converted power to the discharge transformer,
The charging circuit
A rectifying unit for full-wave rectifying the AC power obtained from the induced electromotive force supplied through the secondary coil of the charging transformer to generate a DC power;
A voltage regulator for receiving a DC power from the rectifier and adjusting a voltage and a current required for charging the rechargeable battery to be output; And
And a first controller for controlling operations of the rectifier and the voltage adjuster so as to generate a voltage and a current for charging the rechargeable battery from the induced electromotive force,
The discharge circuit
A discharge power switching unit for switching the DC power supplied from the battery circuit to the primary coil of the discharge transformer to drive the discharge transformer;
A discharge feedback unit for detecting a voltage fed back through the primary coil of the discharge transformer and outputting a corresponding discharge feedback signal; And
And a second controller for controlling the switching operation of the discharge power switching unit according to the discharge feedback signal to generate a corresponding induced electromotive force.
상기 방전 피드백신호를 근거로 상기 충전기기가 만충전되는 것을 인식하여 상기 방전파워 스위칭부의 스위칭 동작을 중지시키는 것을 특징으로 하는 방수 기능을 갖는 보조 배터리 장치.2. The apparatus of claim 1, wherein the second control unit
Wherein the controller recognizes that the charger is fully charged based on the discharge feedback signal and stops the switching operation of the discharge power switching unit.
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