KR20100074595A - 무선 충전 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선 충전 시스템 및 방법에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 전자기 유도를 이용하여 무선 충전을 수행하는 무선 충전 시스템 및 방법에 있어서, 충전 패드 상 휴대 단말기의 위치를 감지하고, 상기 충전 패드에 포함된 제1코일을 휴대 단말기에 포함된 제2코일과 대응하도록 이동시킴으로서 항상 최적화된 충전 효율을 유지할 수 있는 무선 충전 시스템 및 방법에 관한 것이다.
전자기 유도, 코일, 무선 충전, 휴대 단말기, 충전 효율

Description

무선 충전 시스템 및 방법{METHOD AND SYSTEM FOR WIRELESS CHARGE}
본 발명은 충전 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 특히 휴대 단말기의 위치에 관계없이 항상 충전 효율을 최적화 할 수 있는 무선 충전 시스템 및 방법에 관한 것이다.
최근, 휴대 단말기는 기본적인 통신 기능 외에, 무선 인터넷 기능, 전자수첩 기능, 멀티미디어 촬영 및 재생 기능 및 게임 기능, 디지털 방송 기능 등의 다양한 기능을 제공하고 있다. 이러한 휴대 단말기는 휴대성을 위하여 일반적으로 배터리를 사용한다.
휴대 단말기의 배터리는 충전을 필요로 한다. 상기 배터리의 충전 방법은 유선 충전과 무선 충전으로 구분될 수 있다. 상기 유선 충전 방법이 보편화 되어 있지만 최근 전자기 유도 현상을 이용한 무선 충전 시스템이 개발 되고 있다. 이러한 무선 충전 시스템은 내부에 코일(이하 제1코일)을 포함하는 충전 패드에 전원을 인가하고, 상기 제1코일에서 발생하는 자기장으로 인하여 휴대 단말기 또는 배터리에 포함된 코일(이하 제2코일)에 발생되는 유도 전류를 이용하여 배터리를 충전 방식이다. 즉, 상기 무선 충전 시스템은 자기장을 발생하는 충전 패드 위에 휴대 단말 기를 위치시킴으로서 손쉽게 배터리의 충전이 가능하다. 하지만 이러한 무선 충전 시스템은 상기 제1코일과 제2코일의 위치 관계에 따라 충전 효율이 달라질 수 있다. 다시 말해, 상기 무선 충전 시스템은 상기 제1코일과 제2코일이 대응하도록 위치할 때 충전 효율이 가장 좋다. 즉, 상기 무선 충전 시스템은 최적의 충전 효율을 유지하기 위해 휴대 단말기를 지정된 곳에 위치시켜야하는 불편함이 있었다. 이러한 문제를 해결하기 위해 종래에는 상기 제1코일을 다수 개 실장하거나 상기 충전패드 전체 영역을 커버할 수 있도록 상기 제1코일을 크게 형성하는 방법이 고안되었다. 하지만 이러한 종래 방식은 상기 제1코일에 의해 발생하는 자기장의 영향으로 휴대 단말기의 무선 통신 성능이 저하되고, 상기 자기장이 높고 넓은 면적에 유기되어 휴대 단말기의 부품의 성능 및 수명에 영향을 줄 수 있는 문제점을 가지고 있다. 이에 상기 제1코일에 의해 발생하는 자기장이 휴대 단말기의 무선 통신 성능을 저하시키지 않고, 휴대 단말기의 안정도를 확보하며, 충전 효율을 최적화 할 수 있는 무선 충전 시스템 및 방법이 요구되고 있다.
따라서 본 발명은 전술된 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 휴대 단말기 부품의 성능 및 수명에 영향을 최소화 하여 휴대 단말기의 안정도를 확보하고, 무선 통신 성능에 영향을 미치지 않으며 휴대 단말기의 위치에 상관없이 최적의 충전 효율을 유지할 수 있는 무선 충전 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무선 충전 방법은 충전 패드에 포함된 제1코일과 휴대 단말기에 포함된 제2코일의 전자기 유도 현상을 이용한 휴대 단말기의 무선 충전 방법에 있어서, 상기 충전 패드 상에서 휴대 단말기의 위치를 감지하는 과정; 상기 감지된 휴대 단말기의 위치에 대응하도록 상기 제1코일을 이동하는 제1이동 과정; 상기 제1코일에 전원을 공급하여 충전하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무선 충전 시스템은 전자기 유도 현상을 이용한 무선 충전 시스템에 있어서, 전원 인가 시 자기장을 발생시키는 제1코일을 포함하는 충전 패드; 제2코일을 포함하며, 상기 제1코일의 자기장 발생에 따라 상기 제2코일에 유도되는 유도 전류를 이용하여 배터리를 충전하는 휴대 단말기를 포함하되, 상기 충전 패드는 상기 충전 패드 상에서 상기 휴대 단말기의 위치를 확인하고, 상기 휴대 단말기의 위치에 대응하도록 상기 제1코일을 이동시키 는 것을 특징으로 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 무선 충전 시스템 및 방법은 충전 효율을 최적화하기 위해 휴대 단말기를 정해진 곳에 위치시키지 않아도 항상 최적의 충전 효율을 유지할 수 있어 사용자의 편의성을 향상 시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 충전 시스템 및 방법은 항상 최적의 충전 효율을 유지하기 때문에 충전 시간을 최소화 할 수 있으며, 특정 휴대 단말기용으로 설계되지 않기 때문에 다양한 휴대 단말기에 범용으로 사용할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
이하, "충전 패드"는 휴대 단말기를 무선으로 충전하기 위한 충전 장치를 의미한다.
이하 " 충전 효율"은 상기 충전 패드에서 충전을 위하여 공급되는 전력이 전자기 유도 현상에 의해 휴대 단말기에 전송되는 정도를 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 충전 시스템을 도시한 도면이다. 도 2 a 내지 도 2 b는 본 발명의 실시 예에 따른 충전 패드의 모습을 나타낸 도면이다.
상기 도 1 내지 도 2b를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 충전 시스템은 휴대 단말기(200)와 충전 패드(100)를 포함할 수 있다.
상기 충전 패드(100)는 상기 휴대 단말기(200)의 배터리를 무선으로 충전하기 위한 장치이다. 이를 위해 상기 충전 패드(100)는 전원을 공급받아 자기장을 발생하는 제1코일 및 충전 패드(100) 상 휴대 단말기(200)의 접촉과 접촉된 위치를 인식하는 센서부(160)를 포함할 수 있다. 이러한 상기 충전 패드(100)는 상기 센서부(160)를 통해 휴대 단말기(200) 접촉을 감지하면 상기 휴대 단말기(200)의 위치를 인식하고 상기 제1코일을 상기 휴대 단말기(200)와 대응하도록 이동 시킬 수 있다. 이로서 상기 충전 패드(100)는 휴대 단말기(200)의 위치에 관계없이 항상 최적의 충전 효율을 유지할 수 있다. 또한, 상기 충전 패드(100)는 휴대 단말기(200) 접촉 시 상기 휴대 단말기(200)의 인증 여부를 확인하고, 인증된 기기만을 충전할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
상기 충전 패드(100)는 상기 도 2a 와 같이 가장 자리 부분에 돌기(170)를 형성하거나 상기 도 2b와 같이 가장 자리를 경사지도록 형성할 수 있다. 이는 상기 제1코일이 이동할 수 없는 곳에 휴대 단말기가 위치하여 충전 효율이 저하되는 것 을 방지하기 위함이다. 이러한 충전 패드(100)의 구성에 대한 상세한 설명은 도 3을 참조하여 후술하기로 한다.
상기 휴대 단말기(200)는 무선 충전이 가능한 단말기로써, 상기 충전 패드(100)에서 발생하는 자기장의 변화에 따라 유도 전류를 발생시키는 제2코일을 포함할 수 있다. 이후, 상기 휴대 단말기(200)는 상기 유도 전류를 이용하여 배터리를 충전할 수 있다. 여기서, 무선 충전 원리는 맥스웰 방정식을 이용한 것으로 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 상기 휴대 단말기(200)는 상기 유도 전류 또는 전압 값을 확인하여 충전 효율을 확인할 수 있다. 이때, 휴대 단말기(200)는 상기 충전 효율이 기 설정된 기준 값 미만이면 제1코일의 위치를 이동시키기 위한 제어신호를 상기 충전 패드(100)로 전송할 수 있다. 또한, 상기 휴대 단말기(200)는 배터리의 충전 상태를 확인하여 충전이 완료되면 충전 완료 신호를 상기 충전 패드(100)에 전송할 수 있다. 이를 위하여 상기 휴대 단말기(200)는 상기 충전 패드(100)와 상기 자기장의 변화를 이용한 자기장 통신을 수행할 수 있다. 이러한 휴대 단말기(200)의 구성에 대한 상세한 설명은 도 4를 참조하여 후술하기로 한다.
상술한 무선 충전 시스템은 휴대 단말기의 위치를 확인하여 상기 제1코일과 제2코일이 대응하도록 이동시킴으로써 휴대 단말기의 위치와 상관없이 항상 충전 효율을 최적화할 수 있다. 따라서 본 발명은 충전 시간을 최소화 할 수 있으며, 상기 충전 패드를 특정 휴대 단말기용으로 설계하지 않고 범용으로 설계할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 충전 시스템에 대하여 개략적으 로 설명하였다. 이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 충전 시스템의 각 구성에 대하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 충전 패드의 구성을 나타낸 블록도이다.
상기 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 충전 패드(100)는 센서부(160), 구동부(150), 제1코일(140), 제1저장부(120) 및 제1제어부(110)를 포함할 수 있다.
상기 센서부(160)는 휴대 단말기(200)의 접촉을 감지하고, 휴대 단말기(200)의 위치를 인식하기 위한 센서이다. 이러한 센서부(160)는 압력 감지 센서 등이 이용될 수 있으며, 충전 패드(200)에서 휴대 단말기(200)가 접촉되는 상부면에 위치할 수 있다. 즉, 상기 센서부(160)는 휴대 단말기(200) 접촉 시 휴대 단말기(200)의 위치를 확인하고, 이를 상기 제1제어부(110)에 전달할 수 있다. 이때, 상기 제1제어부(110)는 제1코일(140)을 상기 휴대 단말기(200)가 위치한 곳으로 이동시키도록 상기 구동부(150)를 제어할 수 있다.
상기 구동부(150)는 상기 제1제어부(110)의 제어 하에 상기 제1코일(140)을 이동시키기 위한 장치이다. 즉, 상기 구동부(150)는 제1제어부(110)의 제어 하에 상기 제1코일(140)을 상기 휴대 단말기(200)와 대응하는 위치로 이동시킬 수 있다. 이를 통해 본 발명에 따른 무선 충전 시스템은 휴대 단말기(200)의 위치에 상관없이 항상 최적의 충전 효율을 유지할 수 있다.
상기 구동부(150)는 다양한 방식으로 설계될 수 있다. 예를 들면 상기 구동부(150)는 가로 방향 이동을 위한 제1구동부와 세로 방향 이동을 위한 제2구동부로 구성될 수 있다.
상기 제1코일(140)은 전원 인가 시 자기장을 발생하는 전자석의 한 종류이다. 예를 들면, 상기 제1코일(140)은 솔레노이드가 될 수 있다. 상기 제1코일(140)에서 발생된 자기장은 휴대 단말기에 포함된 제2코일에 자기장를 유도하고, 상기 제2코일에 유도된 자기장은 유도 전류를 발생시킬 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 상기 제1코일(140)은 충전 시 상기 구동부(150)에 의해 상기 충전 패드 상의 휴대 단말기와 대응하는 위치로 이동될 수 있다. 이러한 상기 제1코일(140)은 자기장의 영향으로 휴대 단말기의 무선 통신 성능이 저하되는 것을 방지하기 위하여 작은 크기를 가지는 것이 바람직하다.
상기 제1저장부(120)는 상기 충전 패드(100)의 기능 동작에 필요한 프로그램을 저장할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 상기 제1저장부(120)는 상기 휴대 단말기(200)와 통신을 위한 통신 프로그램을 저장할 수 있다. 상기 통신 프로그램은 자기장의 변화를 이용하는 통신 프로그램이 될 수 있다. 또한, 상기 제1저장부(120)는 휴대 단말기가 충전이 가능한 기기인지 확인하기 위한 제1인증 정보를 저장할 수 있다. 이와 같이 인증 과정을 수행하는 이유는 상기 제1코일(140)에서 발생된 자기장으로 인하여 인증되지 않은 전자기기의 손상(예컨대 과열, 마그네틱 손상)을 방지하기 위함이다.
상기 제1제어부(110)는 충전 패드(100)의 전반적인 동작을 제어하고, 내부 블록들 간의 신호 흐름을 제어하며, 데이터 처리 기능 등을 수행할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 제1제어부(120)는 상기 센서부(160)를 통해 휴대 단말기 접촉 감지 시 상기 휴대 단말기가 충전이 가능한 인증된 기기인지 확인할 수 있다. 이는 지갑 등의 물체가 올려진 경우 자기장으로 인해 신용카드, 교통카드 등의 마그네틱이 손상되는 것을 방지하기 위함이다.
상기 확인결과 인증된 휴대 단말기인 경우 상기 제1제어부(110)는 상기 휴대 단말기의 위치를 확인하고, 상기 제1코일(140)을 상기 휴대 단말기와 대응하는 위치로 이동 시킬 수 있다. 이후, 상기 제1제어부(110)는 상기 휴대 단말기로부터 제1코일의 위치 이동을 요청하는 제어신호 수신 시 상기 제1코일(140)의 위치를 이동시킬 수 있다. 여기서 상기 제어신호에 따라 제1코일의 위치를 이동하는 이유는 각 휴대 단말기 마다 제2코일의 위치가 상이하여 한 번의 이동으로 충전 효율을 최적화되지 않을 수 있기 때문이다.
상기 제1제어부(110)는 상기 휴대 단말기(200)로부터 충전 완료 신호를 전송받으면 상기 제1코일(140)에 공급되는 전원을 차단하여 충전을 종료할 수 있다. 이때, 상기 제1제어부(110)는 상기 제1코일을 상기 휴대 단말기와 대응하지 않는 위치로 이동 시킬 수 있다. 이는 상기 제1코일에 누설되는 전원으로 인해 충전이 종료되지 않는 현상을 방지하기 위함이다.
상기 제1제어부(110)는 상기 제2코일을 이용하여 상기 휴대 단말기와 자기장을 이용한 무선 통신이 가능하다. 하지만 상기 충전 패드(100)가 자기장을 이용하여 휴대 단말기와 무선 통신을 수행하는 것으로 한정되지는 않는다. 즉, 상기 충전 패드(100)는 별도의 근거리 무선 통신 모듈을 포함할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말기의 구성을 나타낸 블록도이다.
상기 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 휴대 단말기(100)는 제2제어부(210), 제2저장부(220), 표시부(230), 배터리(240), 충전부(250) 및 제2코일(260)을 포함할 수 있다.
상기 제2코일(260)은 상기 충전 패드의 제1코일에서 자기장이 발생하면 전자기 유도 현상에 따라 자기장이 유도될 수 있다. 이때, 상기 제2코일(260)은 유도 전류를 발생할 수 있다. 이러한 전자기 유도 원리에 대한 상세한 설명은 자명한 것이므로 생략하기로 한다.
한편, 상기 제2코일(260)은 타 전자 회로와 차폐되어 실장되는 것이 바람직하다. 이는 상기 제2코일(260)에서 발생되는 자기장에 의해 회로가 손상되는 것을 방지하기 위함이다.
한편, 이상에서는 상기 제2코일(260)을 별도의 구성으로 도시하였지만 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 즉, 상기 제2코일(260)은 상기 배터리(240)에 포함될 수도 있다.
상기 충전부(250)는 상기 유도 전류를 이용하여 상기 배터리(240)을 충전할 수 있다. 이를 위해 상기 충전부(250)는 충전 회로, 과전류 또는 과전압 보호 회로를 포함할 수 있다.
상기 배터리(240)는 상기 휴대 단말기(200)를 구동하기 위해 상술한 각 구성에 전원을 공급할 수 있다. 상기 배터리(240)는 탈착이 가능하며, 충전이 가능한 2차 전지가 될 수 있다. 상술한 바와 같이 상기 배터리(240)는 상기 제2코일(260)을 포함할 수도 있다.
상기 표시부(230)는 휴대 단말기(200)의 각종 메뉴 화면을 비롯하여 사용자가 입력한 사용자 데이터, 기능 설정 정보 또는 사용자에게 제공하는 다양한 정보 등을 표시할 수 있다. 또한, 상기 표시부(230)가 터치스크린으로 형성될 경우 상기 표시부(230)는 입력 수단으로 동작될 수 있다. 이러한 표시부(230)는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display : LCD), 유기발광 다이오드(Organic Light Emitting Diodes : OLED) 등으로 형성될 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 상기 표시부(230)는 제2제어부(210)의 제어 하에 상기 배터리(240) 상태를 표시할 수 있다. 즉, 상기 표시부(230)는 제2제어부(210)의 제어 하에 배터리의 잔량, 충전 중임을 알리는 아이콘 및 충전 완료 메시지를 표시할 수 있다.
상기 제2저장부(220)는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말기(200)의 기능 동작에 필요한 프로그램을 비롯하여, 사용자 데이터 등을 저장할 수 있다. 이러한 상기 제2저장부(220)는 크게 프로그램 영역과 데이터 영역을 포함할 수 있다.
상기 프로그램 영역은 휴대 단말기(200)의 전반적인 동작을 제어하는 프로그램 및 휴대 단말기(200)를 부팅시키는 운영체제(OS, Operating System) 등을 저장할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 프로그램 영역은 자기장의 변화를 이용하여 통신을 수행하는 무선 통신 프로그램을 포함할 수 있다.
상기 데이터 영역은 휴대 단말기(200)의 사용에 따라 발생하는 데이터가 저장되는 영역으로서, 폰 북, 오디오 데이터 및 해당 컨텐츠 또는 사용자 데이터들에 대응하는 정보 등을 저장할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 데이터 영역은 충전 효율을 확인하기 위한 기준값을 저장할 수 있다. 즉, 상기 제2제어부(210)는 충전 효 율이 상기 기준값 미만인 경우 제1코일과 제2코일이 대응하지 않는 위치에 있다고 판단하여 상기 제1코일 위치 이동을 요청하는 제어신호를 상기 충전 패드에 전송할 수 있다.
상기 제2제어부(210)는 휴대 단말기(200)의 전반적인 동작 및 휴대 단말기(200)의 내부 블록들 간 신호 흐름을 제어하고, 데이터 처리 기능 등을 수행할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 상기 제2제어부(210)는 충전 효율을 확인하여 상기 충전 효율이 상기 기준값 미만인 경우 상기 충전 패드에 제1코일의 위치를 이동하도록 요청하는 제어신호를 송신할 수 있다. 이를 통해 본 발명에 따른 무선 충전 시스템은 항상 최적의 충전 효율을 유지할 수 있다. 또한, 제2제어부(210)는 상기 배터리(240)의 충전 상태를 확인하여 충전이 완료된 경우 이를 상기 충전 패드에 전송하여 충전을 종료하도록 할 수 있다. 이를 위해 상기 제2제어부(210)는 자기장의 변화를 이용하는 무선 통신을 수행할 수 있다.
또한 도시되진 않았으나, 상기 휴대 단말기(200)는 이미지 또는 동영상 촬영을 위한 카메라 모듈, 디지털 방송 수신을 위한 방송수신모듈, 스피커와 같은 오디오 신호 출력장치, 마이크로폰과 같은 음성 신호 입력 장치, MP3 모듈과 같은 디지털 음원 재생 모듈 등의 부가 기능을 갖는 구성 요소들을 선택적으로 더 포함할 수 있다. 이러한 구성 요소들은 디지털 기기의 컨버전스(convergence) 추세에 따라 변형이 매우 다양하여 모두 열거할 수는 없으나, 상기 언급된 구성 요소들과 동등한 수준의 구성 요소들이 본 발명에 따른 휴대 단말기(200)에 추가로 더 포함될 수 있다.
한편, 이상에서는 충전 패드와 휴대 단말기가 자기장을 이용하여 무선 통신을 수행하는 것으로 설명하였지만 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 즉, 본 발명에 따른 무선 충전 시스템은 무선 통신을 위한 별도의 무선 통신 모듈(예컨대 블루투스, 지그비, UWB(Ultra Wide Band), 적외선 통신 등)을 더 포함할 수 있다.
이상에서는 본 발명에 따른 무선 충전 시스템에 대하여 설명하였다. 이하에서는 본 발명에 따른 무선 충전 방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 충전 방법을 나타내는 순서도 이다.
상세한 설명에 앞서, 휴대 단말기가 상기 충전 패드 상에 올려진 경우를 예로 하여 설명하기로 한다.
상기 도 5를 참조하면, 상기 제1제어부는 S501 단계에서 센서부를 통해 휴대 단말기의 접촉을 감지할 수 있다. 여기서 상기 센서부는 압력 감지 센서가 될 수 있다. 이후, 상기 제1제어부는 S503 단계에서 상기 휴대 단말기의 좌표를 인식할 수 있다. 이후, 상기 제1제어부는 S505 단계에서 제1코일을 상기 휴대 단말기와 대응하는 위치로 이동시킬 수 있다. 여기서 상기 제1코일은 전원 인가 시 자기장을 발생하는 장치로서, 전자석의 한 종류이다. 예를 들면 상기 제1코일은 솔레노이드가 될 수 있다. 이러한 제1코일은 이동성 및 전원 인가 시 발생되는 자기장이 타 전자 기기에 주는 영향을 최소화하기 위해 작게 형성되는 것이 바람직하다.
이후, 상기 제1제어부는 S507 단계에서 상기 휴대 단말기가 인증된 기기인지 확인할 수 있다. 이를 위해 상기 충전 패드와 휴대 단말기는 자기장의 변화를 이용하는 자기장 통신을 수행할 수 있다. 또는 상기 충전 패드와 휴대 단말기는 별도의 무선 통신 모듈(예컨대 블루투스, 지그비, 적외선 통신, UWB(Ultra Wide Band))를 이용하여 통신을 수행할 수 있다. 이를 위해 본 발명에 따른 충전 패드는 충전이 가능한 기기인지 확인하기 위한 제1인증 정보를 저장하고, 상기 휴대 단말기는 충전이 가능한 기기임을 나타내는 제2인증정보를 저장할 수 있다.
상기 S507 단계에서 상기 휴대 단말기가 인증된 기기가 아닌 경우 상기 제1제어부는 본 발명에 따른 충전 과정을 종료할 수 있다. 반면에 상기 S507 단계에서 상기 휴대 단말기가 인증된 기기인 경우 상기 제1제어부는 S509 단계에서 상기 제1코일에 전원을 공급하여 본 발명에 따른 무선 충전을 시작할 수 있다. 이때, 상기 충전 패드 상에 위치하는 휴대 단말기는 상기 제1코일에서 발생하는 자기장으로 인하여 발생된 유도 전류를 이용하여 배터리를 충전할 수 있다.
이후, 상기 제1제어부는 S511 단계에서 제1코일 위치 이동을 요청하는 제어신호가 수신되는지 확인할 수 있다. 상기 제어신호는 휴대 단말기가 충전 효율을 측정하여 상기 충전 효율이 기 설정된 기준값 미만인 경우 충전 효율을 최적화하기 위해 전송하는 신호이다. 상기 S511 단계에서 상기 제어신호가 수신되면, 상기 제1제어부는 S513 단계로 진행하여 상기 제1코일을 특정 방향으로 기 설정된 만큼 이동시킬 수 있다. 이때, 휴대 단말기는 충전 효율의 증가 또는 감소에 따라 상기 제1코일의 이동 방향을 변경할 수 있다. 즉, 상기 휴대 단말기는 상기 제1코일 이동 후 충전 효율이 감소하면 상기 제1코일을 반대 방향으로 이동하도록 제어할 수 있다. 이후, 상기 제1제어부는 상기 제어신호가 수신되는지 확인하는 S511 단계로 복귀할 수 있다. 즉, 상기 S511 과정은 상기 충전 효율이 상기 기준값 이상이 될 때 까지 반복될 수 있다.
상기 S511 단계에서 충전 효율이 기 설정된 기준값 이상이 되어 상기 제어신호가 수신되지 않으면 상기 제1제어부는 S515 단계로 진행하여 상기 휴대 단말기로부터 충전 완료 메시지가 수신되는지 확인할 수 있다. 상기 S515 단계에서 충전 완료 메시지가 수신되지 않으면 상기 제1제어부는 S515 단계를 유지할 수 있다. 반면에 상기 S515 단계에서 충전 완료 메시지가 수신되면 상기 제1제어부는 본 발명에 따른 충전 과정을 종료할 수 있다. 이때, 상기 제1제어부는 상기 제1코일에 공급되는 전원을 차단할 수 있다. 이후, 상기 제1제어부는 상기 제1코일을 상기 휴대 단말기와 대응하지 않는 위치로 이동 시킬 수 있다. 이는 상기 제1코일에 누설되는 전원으로 인해 충전이 종료되지 않는 현상을 방지하기 위함이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말기의 충전 과정을 나타내는 순서도 이다.
상세한 설명에 앞서, 이하에서는 휴대 단말기가 상기 충전 패드 상에 위치하며, 인증 과정을 수행하는 경우를 예로 하여 설명하기로 한다.
상기 도 6을 참조하면, 상기 제2제어부는 S600 단계에서 대기 상태일 수 있다. 이후, 상기 제2제어부는 S601 단계에서 인증 요청이 수신 되는지 확인할 수 있다. 상기 인증 요청은 충전 패드로가 충전이 가능한 단말기인지 확인하기 위해 요청할 수 있다.
상기 601 단계에서 인증 요청이 수신되지 않으면 상기 제2제어부는 S601 단계를 유지할 수 있다. 반면에 상기 S601 단계에서 인증 요청이 수신되면 상기 제2 제어부는 S603 단계에서 인증 정보를 상기 충전 패드에 송신할 수 있다.
이후, 상기 제2제어부는 S605 단계에서 제2코일에서 발생되는 유도 전류 또는 전압 값을 확인하여 충전 효율을 측정할 수 있다. 상기 충전 효율 측정 방법에 대한 설명은 상술한 바와 같다.
이후, 상기 제2제어부는 S606 단계에서 상기 충전 효율이 기 설정된 기준값 미만인지 확인할 수 있다. 상기 충전 효율이 기준값 미만인 경우 상기 제2제어부는 S609 단계에서 충전 패드에 제1코일의 위치 이동을 요청하는 제어신호를 송신할 수 있다. 이후, 상기 제2제어부는 충전 효율을 측정하는 S605 단계로 복귀할 수 있다. 이러한 과정은 상기 충전효율이 기준값 이상이 될 때까지 반복될 수 있다.
상기 S606 단계에서 충전 효율이 상기 기준값 이상인 경우 상기 제2제어부는 S607 단계로 진행하여 충전이 완료 되었는지 확인할 수 있다.
상기 S607 단계에서 충전이 완료되지 않은 경우 상기 제2제어부는 S607 단계를 유지할 수 있다. 반면에 상기 607 단계에서 충전이 완료된 경우 상기 제2제어부는 S608 단계에서 충전 완료 메시지를 충전 패드에 송신할 수 있다. 이때, 상기 충전 완료 메시지를 수신한 충전 패드는 제1코일에 전원 공급을 차단함으로써, 충전을 종료할 수 있다.
이상에서 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 무선 충전 방법은 종래와 달리 충전 효율을 최적화하기 위해 휴대 단말기를 정해진 곳에 위치시키지 않아도 항상 최적의 충전 효율을 유지할 수 있고, 항상 최적의 충전 효율을 유지하기 때문에 충전 시간을 최소화 할 수 있으며, 다양한 휴대 단말기에 공통으로 사용할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 무선 충전 방법은 충전 패드에 포함된 제1코일의 크기를 최소화 하여 상기 제1코일의 자기장으로 인한 휴대 단말기 부품의 성능 및 수명에 영향을 최소화 하여 휴대 단말기의 안정도를 확보할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 충전 시스템 및 방법에 대하여 본 명세서 및 도면을 통해 바람직한 실시 예들에 대하여 설명하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위해 일반적인 의미에서 사용된 것일 뿐, 본 발명이 전술한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다양한 실시 예가 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 충전 시스템을 도시한 도면,
도 2a 내지 도 2b는 본 발명의 실시 예에 따른 충전 패드를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 충전 패드의 구성을 도시한 블록도,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말기의 구성을 도시한 블록도,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 충전 패드의 충전 과정을 나타내는 순서도,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말기의 충전 과정을 도시한 순서도.

Claims (15)

  1. 충전 패드에 포함된 제1코일과 휴대 단말기에 포함된 제2코일의 전자기 유도 현상을 이용한 휴대 단말기의 무선 충전 방법에 있어서,
    상기 충전 패드 상에서 휴대 단말기의 위치를 감지하는 과정;
    상기 감지된 휴대 단말기의 위치에 대응하도록 상기 제1코일을 이동하는 제1이동 과정;
    상기 제1코일에 전원을 공급하여 충전하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 충전 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 휴대 단말기가 인증된 기기인지 확인하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 충전 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 휴대 단말기가 충전 효율을 확인하는 과정;
    상기 충전 효율이 기 설정된 기준값 미만인 경우 상기 휴대 단말기가 상기 제1코일의 위치 이동을 요청하는 제어신호를 상기 충전 패드에 전송하는 과정;
    상기 제어신호에 따라 충전 패드가 상기 제1코일의 위치를 이동하는 제2이동 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 충전 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 휴대 단말기가 배터리의 충전이 완료되었는지 확인하고, 상기 충전이 완료된 경우 충전 완료 메시지를 충전 패드에 송신하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 충전 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 충전 완료 메시지 수신 시 상기 충전 패드가 상기 제1코일에 공급되는 전원을 차단하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 충전 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 충전 패드가 상기 제1코일을 상기 제2코일과 대응하지 않도록 이동시키는 제3이동 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 충전 방법.
  7. 전자기 유도 현상을 이용한 무선 충전 시스템에 있어서,
    전원 인가 시 자기장을 발생시키는 제1코일을 포함하는 충전 패드;
    제2코일을 포함하며, 상기 제1코일의 자기장 발생에 따라 상기 제2코일에 유도되는 유도 전류를 이용하여 배터리를 충전하는 휴대 단말기를 포함하되,
    상기 충전 패드는 상기 충전 패드 상에서 상기 휴대 단말기의 위치를 확인하고, 상기 휴대 단말기의 위치에 대응하도록 상기 제1코일을 이동시키는 것을 특징 으로 하는 무선 충전 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 충전 패드는
    상기 휴대 단말기의 위치를 확인하기 위한 센서부;
    상기 감지된 휴대 단말기의 위치에 대응하도록 상기 제1코일을 이동 시키는 구동부;
    상기 감지된 휴대 단말기가 인증된 기기인지 확인하고, 인증된 기기인 경우 무선 충전을 수행하도록 제어하는 제1제어부;
    상기 충전이 가능한 기기인지 확인하기 위한 제1인증 정보를 저장하는 제1저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 충전 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1제어부는
    상기 휴대 단말기로부터 제1코일의 위치 이동을 요청하는 제어신호 수신 시 상기 제1코일의 위치를 이동시키도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 무선 충전 시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1제어부는
    상기 휴대 단말기로부터 충전 완료 메시지 수신 시 상기 제1코일에 공급되는 전원을 차단하는 것을 특징으로 하는 무선 충전 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1제어부는
    상기 충전 완료 메시지 수신 시 상기 제1코일을 상기 제2코일과 대응하지 않는 위치로 이동시키는 것을 특징으로 하는 무선 충전 시스템.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 센서부는
    압력 감지 센서인 것을 특징으로 하는 무선 충전 시스템.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 휴대 단말기는
    상기 유도 전류를 이용하여 상기 배터리를 충전하는 충전부;
    상기 배터리의 충전 상태를 확인하고, 충전이 완료된 경우 충전 완료 메시지를 상기 충전 패드에 전송하는 제2제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 충전 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제2제어부는
    상기 충전 효율을 확인하고, 상기 충전 효율이 기 설정된 기준값 미만인 경우 상기 제1코일의 위치 이동을 요청하는 제어신호를 상기 충전 패드에 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 충전 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 휴대 단말기는
    상기 기준값 및 상기 충전 패드를 이용하여 충전이 가능한 기기임을 나타내는 제2인증 정보를 저장하는 제2저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 충전 시스템.
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