KR20140133062A - 유무선 usb 충전기 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 유무선 USB 충전기는, 상용교류전원이 입력되는 전원입력단(410), 상기 전원입력단(410)으로 입력되는 교류전압신호의 전도 노이즈를 감소시키기 위한 AC 라인필터(420), 상기 AC 라인필터(420)의 출력교류전압을 직류전압으로 변환하는 정류기(430), 상기 정류기(430)에서 출력되는 직류 고전압을 원하는 크기의 전압으로 강하하기 위한 변압기(440), 상기 변압기(440)의 출력단에 연결되어 출력되는 구형파 형태의 전압을 직류로 변환하는 제1 및 제2 DC 출력정류기(450,451), 상기 제1 및 제2 DC 출력정류기(450,451)의 출력전압신호의 리플을 감소시키는 제1 및 제2 DC 출력라인필터(460,461), 상기 제1 DC 출력라인필터(460) 및 제2 DC 출력라인필터(461)의 출력단에 연결된 제1 및 제2 DC 출력단(470,471), 및 상기 변압기(440)의 출력전압을 조절하는 제어부(480)로 구성되는 충전회로부(400); 상기 제1 DC출력단(470)에 연결되어 상기 DC출력단의 출력전류를 제어하여 안정된 전류를 출력하는 전류제어부(520)와, 상기 전류제어부(520)에서 출력되는 안정된 전류를 입력받아 외부기기에 전달하기 위한 다수의 USB 포트(540)로 구성되는 USB 출력부(500); 및 상기 제2 DC출력단(471)에 회로적으로 연결되어 이로부터 출력되는 구형파 DC 전압신호를 정현파 무선전력신호로 변환하여 안테나(640)를 이용하여 외부로 송출하는 무선전력신호 송출부(600);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

유무선 USB 충전기{WIRE/WIRELESS CHARGER WITH USB OUTPUT PORTS}
본 발명은 USB 출력포트를 갖는 충전기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 본 발명은 다수의 USB 출력포트를 구비하여 동시에 다수의 전자기기에 대한 충전이 가능하며, 무선전력신호 송출부를 포함하여 전자기기에 무선충전이 가능한 유무선 USB 충전기에 관한 것이다.
일반적으로 TV, 오디오, 냉장고와 같은 가전제품을 구동하기 위해서는 220V의 상용교류전원이 입력전원으로 사용된다. 하지만, 휴대폰, PDA, 디지털카메라등 휴대가 가능한 많은 전자기기에서는 4-5V의 구동전압이 사용된다. 따라서, 가정이나 사무실로 입력되는 220V 고전압의 교류입력전원을 휴대용 전자기기의 구동전압에 맞는 4-5 V의 저전압으로 강하시키기 위한 어뎁터가 사용되어 왔다.
또한, 단일 전원코드를 통해 유입된 상용 교류전류를 다수의 가전기기로 공급하기 위해 멀티탭이 사용되어 왔다. 최근에는 멀티탭에 다수의 USB포트를 장착하여 저전압으로 구동되는 전자기기를 구동하기 위한 전압을 멀티탭을 통해 공급할 수 있게 되었다. 이러한 종래기술의 예로는 대한민국공개특허 제10-2010-0042174호(발명의 명칭: 유에스비 포트를 구비한 탁상용 멀티탭)를 들 수 있다. 상기 종래기술의 "유에스비 포트를 구비한 탁상용 멀티탭"은 다수의 콘센트가 구비된 멀티탭에 USB 출력포트를 추가로 구성하여 별도의 어뎁터가 없이도 저전압으로 구동되는 다수의 휴대용 전자기기에 구동전력을 제공할 수 있게 되었다.
도 1은 종래기술의 "유에스비 포트를 구비한 탁상용 멀티탭"에 대한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 상기 종래기술의 "유에스비 포트를 구비한 탁상용 멀티탭"은 가전기기들의 플러그가 꽂아지는 콘센트(11)가 마련된 본체(10)와, 본체(10)에 연결되고 상용전원에 연결된 전원코드(21)를 구비한 케이블(20)로 구성된다. 상기 본체(10)에는 컴퓨터류의 각종 부가기기들의 USB 단자가 꽂아지는 다수의 USB포트(12)가 설치되어 있고, 본체(10)에는 케이블(20)을 통해 콘센트(11)로 공급되는 상용전원의 공급을 단속하기 위한 제1 스위치(13)가 구성되어 있다. 다수의 USB포트(12)는 본체(10) 내에 설치된 회로기판(미도시)에 설치되고, 회로기판을 컴퓨터와 연결하기 위한 USB잭(30)이 회로기판에 연결되어 본체(10)외부로 노출된다. 또한, 다수의 USB포트(12)의 주변에는 USB포트(12)에 다른 기기들의 USB단자가 연결될 때, USB포트(12)의 작동여부를 확인할 수 있는 작동램프(14)가 구성되어 있다.
하지만, 이러한 종래기술의 "유에스비 포트를 구비한 탁상용 멀티탭"은 휴대용 전자기기에 낮은 구동전압을 공급하기 위한 USB 포트(12) 및 접속단자(17), 그리고 기존의 고전압을 제공하기 위한 콘센트(11)가 함께 구성되어 있어 구성이 복잡하고, 부피가 크며, 무게가 무거워 휴대하기가 불편한 단점이 있었다. 또한, 휴대용 전자기기를 사용하거나 충전하기 위해서는 유선으로 연결하여 사용해야 하는 단점이 있다. 따라서, 휴대가 간편하고 USB 잭을 이용한 충전 및 무선충전이 동시에 가능한 충전기의 필요성이 대두 되었다.
대한민국공개특허 제10-2010-0042174호
본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 다수의 USB 포트와 무선 전력신호 송출부를 구비하여 유선과 무선으로 다수의 전자기기에 전원공급과 충전이 가능하고, 휴대가 간편한 유무선 USB 충전기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 USB 유무선 충전기는 상용교류전원이 입력되는 전원입력단(410), 상기 전원입력단(410)으로 입력되는 교류전압신호의 전도 노이즈를 감소시키기 위한 AC 라인필터(420), 상기 AC 라인필터(420)의 출력교류전압을 직류전압으로 변환하는 정류기(430), 상기 정류기(430)에서 출력되는 직류 고전압을 원하는 크기의 전압으로 강하하기 위한 변압기(440), 상기 변압기(440)의 출력단에서 출력되는 구형파 형태의 전압을 직류로 변환하는 제1 및 제2 DC 출력정류기(450,451), 상기 제1 및 제2 DC 출력정류기(450,451)의 출력전압신호의 리플을 감소시키는 제1 및 제2 DC 출력라인필터(460,461), 상기 제1 DC 출력라인필터(460) 및 제2 DC 출력라인필터(461)의 출력단에 연결된 제1 및 제2 DC 출력단(470,471), 및 상기 변압기(440)의 출력전압을 조절하는 제어부(480);로 구성되는 충전회로부(400); 상기 제1 DC출력단(470)에 연결되어 상기 제1 DC출력단(470)의 출력전류를 제어하여 안정된 전류를 출력하는 전류제어부(520)와, 상기 전류제어부(520)에서 출력되는 안정된 전류를 입력받아 외부기기에 전달하기 위한 다수의 USB 출력포트(540)로 구성되는 USB 출력부(500); 및 상기 제2 DC출력단(471)에 연결되어 이로부터 출력되는 DC 전압신호를 무선전력신호로 변환하여 송출하는 무선전력신호 송출부(600);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 유선과 무선으로 다수의 휴대용 전자기기에 전원공급과 충전이 가능하고, 구성이 간단하고 휴대가 편리한 유무선 USB 충전기를 제공하는 효과가 있다.
도 1은 종래기술의 "유에스비 포트를 구비한 탁상용 멀티탭"에 대한 사시도.
도 2는 본 발명의 "유무선 USB 충전기"의 외형을 보여주는 사시도.
도 3은 본 발명의 "유무선 USB 충전기"에 대한 구성블록도.
도 4는 본 발명의 "유무선 USB 충전기"에 대한 세부 구성블록도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 "유무선 USB 충전기"에 대한 외형을 보여주는 사시도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려고 하는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유무선 USB 충전기에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명의 "유무선 USB 충전기"의 외형을 보여주는 사시도이다.
도 2 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 "유무선 USB 충전기(200)"는 충전기 몸체(10), 충전기로 전원을 공급하기 위한 케이블(20), 충전기 몸체의 일측에 구성된 다수의 USB 포트(540), 및 무선충전패드(700)로 구성된다. 상기 무선충전패드(700)위에는 무선충전하고자 하는 전자기기가 놓여져 근거리에서 충전이 효율적으로 이루어진다.
도 3은 본 발명의 "유무선 USB 충전기(200)"에 대한 구성블록도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 "유무선 USB 충전기(200)"는 상용교류전원을 입력받는 상용교류입력(300); 입력된 교류전압의 노이즈를 제거하고 교류전압을 직류전압으로 정류시키며 전자기기의 구동전압에 맞게 전압을 강하시키는 충전회로부(400); 상기 충전회로부(400)의 출력전압을 외부 전자기기에 전송하기 위한 USB 출력부(500); 및 상기 충전회로부(400)의 출력전압을 무선으로 외부 전자기기에 송신하기 위한 무선전력신호 송출부(600);로 구성된다.
도 4는 본 발명의 "유무선 USB 충전기(200)"에 대한 세부 구성 블록도이다.
도 4를 참조하면, 상기 충전회로부(400)는 상용교류전원이 입력되는 전원입력단(410), 상기 전원입력단(410)으로 입력되는 교류전압신호의 전도 노이즈를 감소시키기 위한 AC 라인필터(420), 상기 AC 라인필터(420)의 출력교류전압을 직류전압으로 변환하는 정류기(430), 상기 정류기(430)에서 출력되는 직류 고전압을 원하는 크기의 전압으로 강하하기 위한 변압기(440), 상기 변압기(440)의 출력단에 연결되어 출력되는 구형파 형태의 전압을 직류로 변환하는 제1 및 제2 DC 출력정류기(450,451), 상기 제1 및 제2 DC 출력정류기(450,451)의 출력전압신호의 리플을 감소시키는 제1 및 제2 DC 출력라인필터(460,461), 상기 제1 DC 출력라인필터(460) 및 제2 DC 출력라인필터(461)의 출력단에 연결된 제1 및 제2 DC출력단(470,471), 및 상기 변압기(440)의 출력전압을 조절하는 제어부(480)를 포함하여 구성된다. 상기 제어부(480)는 상기 제2 DC 출력라인필터(461)와 연결되어 상기 변압기(440)의 전압을 제어하는 전압제어기(481); 및 상기 전압제어기(481)와 상기 변압기(440) 사이에 배치된 PWM제어기(482);로 구성된다.
본 발명의 "유무선 USB 충전기(200)"의 입력 전원은 상용 교류 220V 전원이 사용된다. 입력된 상용 교류 전원은 AC 라인필터(420)를 통과하면서 노이즈가 감소 되고, 정류기(430)에 의해서 교류가 직류로 변환된다. 이후 변압기(440)를 통해 휴대용 전자기기의 구동전압 레벨(4-5V)로 전압이 강하된다. 변압기(440)의 출력단에는 구형파 형태의 교류전압이 출력되며, 제1 및 제2 DC 출력정류기(450,451)를 통하면서 직류로 변환된다. 상기 제1 및 제2 DC 출력정류기(450,451)를 통하면서 직류로 변환된 전압은 제1 및 제2 출력라인필터(460,461)에 의해 리플이 감소되어 안정된 DC 전압을 제1 및 제2 DC출력단(470,471)으로 출력한다. 상기 제어부(480)에는 상기 제2 DC 출력라인필터(460,461)의 출력전압을 입력받아 상기 변압기의 출력전압을 조절하기 위한 전압제어신호를 출력하는 전압제어기(481)와 상기 전압제어기(481)에서 출력된 전압제어신호에 따라 변압기(440)의 출력전압를 제어하는 PWM 제어기(482)로 구성된다.
상기 USB 출력부(500)는 제1 DC출력단(470)에 연결되어 상기 제1 DC출력단(470)의 출력전류를 제어하여 안정된 전류를 USB 포트(540)로 전달하는 전류제어부(520)와, 상기 전류제어부(520)에서 출력되는 안정된 전류를 입력받아 다수의 외부기기에 전달하기 위한 다수의 USB 포트(540)로 구성된다.
상기 무선전력신호 송출부(600)는, 상기 제2 DC 출력단(471)의 SMPS 출력 직류전압신호를 입력받아 고주파 구형파 형태의 전압신호로 변환하는 DC/AC 컨버터(610); 상기 고주파 구형파 형태의 전압신호를 LC 공진으로 정현파 전력신호로 변환하여 안테나(640)를 이용하여 외부로 송출하는 송신부(620); 및 상기 송신부(620)에 연결되어 상기 DC/AC 컨버터(610)의 출력전류를 안정화시키는 전류제어기(630);로 구성된다.
본 발명의 "유무선 USB 충전기(200)"는 무선으로 외부의 휴대형 전자기기들을 충전하기 위한 무선전력신호 송출부(600)가 구성되어 있어서 무선충전수단이 내장된 외부 전자기기와 무선전력통신을 통한 전력충전이 가능하다. 상기 무선전력신호 송출부(600)에 구성된 DC/AC 컨버터(610)는 상기 충전회로부(400)의 제2 DC 출력단(471)에서 출력되는 SMPS 출력 직류전압신호를 입력받아 구형파 형태의 고주파 교류신호로 전환하여 송신부로 전송한다. DC/AC 컨버터(610)에서 출력되는 구형파 고주파 교류신호는 송신부(620)에서 LC 공진으로 정현파 전력신호로 변환되어 안테나(640)를 이용하여 충전하고자 하는 외부기기로 송출된다. 상기 송신부(620)에는 전류제어기(630)가 연결되어 있으며, 상기 전류제어기(630)는 송출되는 출력전류를 안정화시킨다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 "유무선 USB 충전기"에 대한 외형을 보여주는 사시도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 본 발명의 유무선 USB 충전기(200)는 상기 몸체(10)의 상부 일측에 무선충전패드(700)를 포함할 수 있다. 상기 무선충전패드(700)는 상기 송신부(620)와 연결되는 안테나가 상기 무선충전패드(700)의 하부 또는 상부테두리(미도시)에 형성되어 근거리에서 전자기기와 효율적인 무선충전이 가능하도록 구성된다.
10: 본체 11: 콘센트
12: USB 포트 13: 제1 스위치
14: 작동램프 17: 접속구
20: 케이블 21: 전원코드
30: USB 잭 200: 유무선 USB 충전기
300: 상용교류입력 400: 충전회로부
410: 전원입력단 420: AC 라인필터
430: 정류기 440: 변압기
450: 제1 DC 출력정류기 451: 제2 DC 출력정류기
460: 제1 DC 출력라인필터 461: 제2 DC 출력라인필터
470: 제1 DC 출력단 471: 제2 DC 출력단
480: 제어부 481: 전압제어기
482: PWM제어기 500: USB 출력부
520: 전류제어부 540: USB 포트
600: 무선전력신호 송출부 610: DC/AC 컨버터
620: 송신부 630: 전류제어기
640: 안테나 700: 무선충전패드

Claims (4)

  1. 몸체(10) 및 USB 포트(540)를 구비하는 USB 충전기에 있어서,
    상용교류전원이 입력되는 전원입력단(410); 상기 전원입력단(410)으로 입력되는 교류전압신호의 전도 노이즈를 감소시키기 위한 AC 라인필터(420); 상기 AC 라인필터(420)의 출력교류전압을 직류전압으로 변환하는 정류기(430); 상기 정류기(430)에서 출력되는 직류 고전압을 원하는 크기의 전압으로 강하하기 위한 변압기(440); 상기 변압기(440)의 출력단에 연결되어 출력되는 구형파 형태의 전압을 직류로 변환하는 제1 및 제2 DC 출력정류기(450,451); 상기 제1 및 제2 DC 출력정류기(450,451)의 출력전압신호의 리플을 감소시키는 제1 및 제2 DC 출력라인필터(460,461); 상기 제1 DC출력라인필터(460) 및 제2 DC출력라인필터(461)의 출력단에 연결된 제1 및 제2 DC출력단(470,471); 및 상기 변압기(440)의 출력전압을 조절하는 제어부(480);로 구성되는 충전회로부(400);
    상기 제1 DC출력단(470)에 회로적으로 연결되어 상기 제1 DC출력단의 출력전류를 제어하여 안정된 전류를 출력하는 전류제어부(520)와, 상기 전류제어부(520)에서 출력되는 안정된 전류를 입력받아 외부기기에 전달하기 위한 다수의 USB 출력포트(540)로 구성되는 USB 출력부(500); 및
    상기 제2 DC출력단(471)에 연결되어 이로부터 출력되는 DC 전압신호를 무선전력신호로 변환하여 안테나(640)를 통해 송출하는 무선전력신호 송출부(600);
    를 포함하는, 유무선 USB 충전기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부(480)는 상기 제2 DC 출력라인필터(461)와 연결되며 상기 변압기(440)의 전압을 제어하기 위한 전압제어기(481); 및 상기 전압제어기(481)와 상기 변압기(440) 사이에 배치된 PWM제어기(482);로 구성되는 것을 특징으로 하는, 유무선 USB 충전기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 무선전력신호 송출부(600)는,
    상기 DC 출력단의 SMPS 출력 직류전압신호를 입력받아 고주파 구형파 형태의 전압신호로 변환하는 DC/AC 컨버터(610);
    상기 고주파 구형파 형태의 전압신호를 LC 공진회로를 이용하여 정현파 전력신호로 변환하여 안테나(640)를 통해 외부로 송출하는 송신부(620); 및
    상기 송신부(620)에 연결되어 상기 DC/AC 컨버터(610)의 출력전류를 안정화시키기는 전류제어기(630);
    로 구성되는 것을 특징으로 하는, 유무선 USB 충전기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유무선 USB 충전기(200)의 몸체(10) 상부 일측에 무선충전패드(700)를 포함하며, 상기 무선충전패드(700)는 송신부(620)와 연결되며 그 하부 또는 상부 테두리에 안테나가 형성되어 전자기기와의 무선충전의 효율을 향상시킨 것을 특징으로 하는, 유무선 USB 충전기.
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