KR100792311B1

KR100792311B1 - 충전전력 공급장치, 충전 장치, 배터리 장치, 무접점 충전 시스템 및 무접점 충전 방법

Info

Publication number: KR100792311B1
Application number: KR1020050069962A
Authority: KR
Inventors: 박동영; 문성욱; 최성욱; 권광희; 한섭; 김정범
Original assignee: 엘에스전선 주식회사
Priority date: 2005-07-30
Filing date: 2005-07-30
Publication date: 2008-01-07
Anticipated expiration: 2025-07-30
Also published as: JP2009504117A; CN101233666A; US20080211455A1; JP4956539B2; WO2007015599A1; US8129942B2; KR20070015264A

Abstract

본 발명은 휴대형 전자기기의 충전장치에 관한 것으로서, 특히 유도 결합을 이용한 무접점 충전시스템에 관한 것이다.

본 발명의 무접점 충전시스템은 1차 코일과 무선수신모듈을 포함하는 제 1 충전 유닛과, 이 1차 코일과 자기적으로 결합되는 2차 코일과 무선송신모듈을 포함하는 제 2 충전 유닛 및 이 제 2 충전 유닛으로부터 충전 전압을 제공받는 배터리로 이루어진다. 특히, 상기 제 1 충전 유닛은, 상용 교류전원이 인가됨에 따라 상용 주파수 이상의 교류 전력 펄스를 생성하고, 이를 1차 코일에 인가하여 상기 2차 코일에 고주파 교류 전압 펄스를 유도하는 수단을 포함하고; 상기 제 2 충전유닛은, 상기 2차 코일에 의해 유도되는 교류전압 펄스의 펄스간 유휴 시간을 이용하여 배터리의 충전상태정보를 상기 제 1 충전유닛에 전송하는 수단을 포함한다.

따라서, 상기 1차 코일과 2차 코일 사이의 전력 신호와 상기 무선송신모듈과 무선수신모듈 사이의 통신 신호가 시간적으로 중첩되지 않게 된다.

무접점 충전, 시분할, 피드백 제어

Description

충전전력 공급장치, 충전 장치, 배터리 장치, 무접점 충전 시스템 및 무접점 충전 방법{Rechargeable power supply, rechargeable device, battery device, contactless recharger system and method for charging rechargeable battery cell}

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무접점 충전시스템의 개략 사시도이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무접점 충전시스템의 내부 기능 블록도이다.

도 3은 충전시작 시점으로부터 만충전 시점까지의 전력 신호와 통신 신호의 시분할 배치를 설명하기 위한 타이밍 챠트이다.

도 4는 본 발명에 따른 무접점 충전 방법의 절차를 설명하기 위한 플로우 챠트이다.

<도면의 주요 참조 부호에 대한 설명>

100: 충전 모체 200: 배터리 장치

150: 충전전력 공급장치 250: 충전 장치

110: 1차 코일 210: 2차 코일

120: 무선수신모듈 220: 무선송신모듈

151: 상용 교류전원 153: 구동 회로

261: 보호 회로(PCM) 262: 배터리

이동통신단말, PDA 등과 같은 휴대형 전자기기에는 재충전 가능한 2차전지(배터리)가 장착된다. 2차 전지(배터리)를 충전하기 위해서는 가정용 상용 전원을 이용하여 휴대형 전자기기의 배터리에 전기 에너지를 제공하는 별도의 충전장치가 필요하다. 통상적으로, 충전장치와 배터리에는 외부에 각각 별도의 접촉 단자가 구성되어 있어서, 두 접촉 단자를 서로 접속시키는 것에 의해 충전장치와 배터리를 전기적으로 연결한다.

그러나, 이와 같이 접촉 단자가 외부에 돌출되면, 미관상 좋지 않고 접촉 단자가 외부의 이물질에 오염되어 접촉 상태가 쉽게 불량해지는 문제점이 있다. 또한, 사용자의 부주의로 배터리에 단락이 발생하거나 습기에 노출되면, 충전에너지가 쉽게 소실될 수 있다.

이러한 접촉식 충전방식의 문제점을 해결하기 위하여, 충전장치와 배터리를 비접촉 방식으로 충전하는 무선 충전 시스템이 제안되었다.

대한민국 공개특허 제 2002-57468 호, 대한민국 공개특허 제 2002-57469 호, 대한민국 등록특허 제 363,439 호, 대한민국 등록특허 제 428,713 호, 대한민국 공개특허 제 2002-35242 호, 대한민국 등록실용신안 제 217,303 호, 영국 공개특허 제 2,314,470 호 및 미국 공개특허 제 2003/0,210,106 호는 충전모체의 1차 코일과 배터리팩의 2차 코일간의 유도 결합을 이용하여 접촉단자 없이 배터리를 충전시키는 비접촉식 충전시스템을 개시한다.

또한, 대한민국 공개특허공보 제 2004-87037 호는 배터리의 전압 및 전류를 측정하여 사용시간 및 충전용량 등의 정보를 누적하고, 이렇게 누적된 정보에 근거하여 배터리의 충,방전 용량을 보정하기 위한 제어회로를 포함하는 무접점 충전 배터리팩을 개시한다. 특히, 상기 제어회로는 배터리에서 검출되는 충전 전압과 온도센서부에서 검출되는 배터리의 온도에 근거하여 충전 전압과, 배터리 온도를 보상하는 보상회로를 더 포함하고 있다.

그러나, 상기 037'호 공개 특허는 배터리의 충전상태정보(충전 전류, 충전전압 등)를 피드백 받고, 이 충전상태정보에 대응하는 충전 전력을 생성하는 전력공급장치나 이를 이용한 무접점 충전 시스템을 개시하고 있지 않다.

본 발명은 1차 코일과 2차 코일의 유도 결합을 이용한 무접점 충전시스템에 있어서, 무선으로 배터리의 상태정보를 피드백 받아 배터리의 상태에 가장 적합한 충전 전력을 생성하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 1차 충전유닛(충전모체)과 2차 충전유닛(배터리팩) 사이의 전력 신호와 통신 신호간의 간섭 현상을 해소하는 것을 다른 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 불필요한 전력 소모가 방지될 수 있도록 1차 코일과 2차 코일이 자기적으로 완전히 결합된 후에 충전전력을 공급하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 배터리의 충전 상태를 대기모드, 충전모드 및 완충모드로 나누고, 배터리의 모드 상태를 파악하여 각 모드에 가장 적합한 충전 전력을 공급하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 첨부된 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제 1 양태는 유도 결합을 위한 2차 코일, 데이터를 무선 송신하기 위한 무선송신모듈, 배터리의 충전상태를 조절하는 충전제어회로 및 재충전 가능한 배터리를 포함하는 배터리장치와 무접점으로 결합되는 충전전력 공급장치에 관한 것이다.

본 발명의 제 1 양태에 따른 상기 충전전력 공급장치는, 상기 2차 코일에 충전 전력을 유도하는 1차 코일; 상기 무선송신모듈로부터 충전상태정보를 수신하기 위한 무선수신모듈; 상기 1, 2차 코일 사이의 전력 신호와 상기 무선 송,수신 모듈 사이의 통신 신호가 서로 시간적으로 중첩되지 않도록 상기 1차 코일을 구동하는 수단을 포함한다.

또한, 본 발명의 제 2 양태는, 상용 교류전압을 이용하여 상용 주파수 이상의 교류 전압 펄스를 생성하는 상기 충전전력 공급장치로부터 무접점으로 전력을 공급받고, 이 전력을 이용하여 재충전 가능한 배터리를 충전하는 장치에 관한 것이다.

이 충전 장치는, 상기 충전전력 공급장치의 1차 코일과 자기적으로 결합되어 상기 교류 전압 펄스에 대응하는 유도 기전력 펄스를 생성하는 2차 코일; 이 유도 기전력 펄스에 근거하여 배터리를 충전시킬 정전압과 정전류를 생성하는 충전제어회로; 상기 유도 기전력 펄스의 폴링 타임(falling time)을 체크하여 폴링이 감지되면, 배터리의 충전상태정보와 같은 피드백 응답 신호를 상기 충전전력 공급장치에 무선으로 피드백하는 피드백 제어수단을 포함한다.

또한, 본 발명의 충전 장치는, 배터리의 충전 상태를 모니터링하여 충전상태정보를 생성하고, 이를 상기 메모리에 저장하는 모니터링회로; 상기 충전상태정보와 배터리 사양정보를 저장하는 메모리; 상기 충전상태정보에 근거하여 피드백 응답 신호를 생성하고, 이를 상기 충전전력 공급장치에 무선으로 전송하는 무선송신모듈을 더 포함한다.

본 발명의 제 3 양태는, 상용 교류전원을 이용하여 상용 주파수 이상의 펄스폭 변조 신호를 생성하는 상기 전력공급장치로부터 무접점으로 충전 전력을 공급받는 배터리 장치에 관한 것이다.

이 배터리 장치는, 재충전 가능한 배터리; 상기 전력공급장치의 1차 코일과 자기적으로 결합되어 상기 펄스폭 변조 신호에 대응하는 유도 기전력 펄스를 생성하는 2차 코일; 상기 유도 기전력에 근거하여 배터리를 충전시킬 정전압과 정전류를 생성하고, 이를 이용하여 상기 배터리를 충전하는 충전제어회로; 상기 유도 기전력 펄스의 폴링 타임(falling time)을 검출하는 폴링 검출기; 배터리의 충전상태정보와 배터리 사양정보를 저장하는 메모리; 상기 배터리의 충전 상태를 모니터링하여 충전상태정보를 생성하고, 이를 상기 메모리에 저장하는 모니터링회로; 상기 충전상태정보를 변조하여 피드백 응답신호를 생성하고, 이를 상기 전력공급장치에 무선으로 전송하는 무선송신모듈; 상기 폴링 타임을 검출하면, 상기 메모리로부터 충전 상태정보를 읽어들이고, 이 충전상태정보를 상기 무선송신모듈에 전달하는 피드백 제어기를 포함한다.

본 발명의 제 4 양태는, 1차 코일과 무선수신모듈을 포함하는 제 1 충전 유닛과, 이 1차 코일과 자기적으로 결합되는 2차 코일과 무선송신모듈을 포함하는 제 2 충전 유닛 및 이 제 2 충전 유닛으로부터 충전 전압을 제공받는 배터리로 이루어지는 무접점 충전 시스템에서의 배터리 충전방법에 관한 것이다.

이 방법은, (A) 폭 W₁을 갖는 전력 펄스열을 1차 코일에 인가하는 것에 의해 대응하는 자계를 외부로 방사하는 단계; (B) 상기 제 1 코일과 제 2 코일이 자기적으로 결합되었음을 확인하는 충전시작신호를 상기 제 2 충전유닛으로부터 무선으로 응답받는 단계; (C) 상기 충전시작신호에 따라 적어도 상기 W₁ 보다 큰 펄스폭(W₂) 을 갖는 충전 전력 펄스열을 생성하고, 이를 1차 코일에 인가하는 것에 의해 2차 코일에 대응하는 유도 기전력 펄스를 생성하는 단계; (D) 상기 유도 기전력 펄스를 이용하여 상기 배터리를 충전하는 단계; (E) 상기 배터리의 충전상태정보를 제 2 충전유닛으로부터 피드백 받는 단계; (F) 상기 충전상태정보에 근거하여 상기 충전 전력 펄스의 펄스폭을 조절하는 단계를 포함한다. 이로 인해, 상기 제 2 충전유닛으로부터의 무선 피드백 신호는 상기 유도 기전력 펄스의 폴링 타임(falling time)에 동기된다.

또한, 상기 (B)단계는 다시, 상기 제 1 코일과 제 2 코일이 자기적으로 결합됨에 따라 제 2 코일로부터 유도 기전력 펄스가 생성되는 단계; 상기 유도 기전력 펄스의 폴링 타임(falling time)을 체크하여 메모리로부터 충전상태정보를 읽어들이는 단계; 상기 메모리에 충전상태정보가 기록되어 있지 않은 경우, 초기 충전으로 판단하여 초기충전신호를 생성하는 단계; 상기 초기충전신호를 무선송신모듈을 경유하여 제 1 충전유닛의 무선수신모듈로 전송하는 단계로 이루어진다.

상기 (A)단계는 다시, 상용 교류 전압을 직류로 정류하는 단계; 정류된 직류를 이용하여 상용 주파수 이상의 교류 전압을 생성하는 단계; 상기 교류 전압을 펄스폭 변조하여 폭 W₁을 갖는 전력 펄스열을 생성하는 단계; 상기 전력 펄스열을 1차 코일에 인가하는 단계로 이루어진다.

상기 (D)단계는 다시, 상기 유도 기전력(교류 전압)을 직류로 정류하는 단계; 정류된 직류 전압을 이용하여 배터리에 충전할 일정한 레벨의 정전압과 정전류 를 생성하는 단계; 배터리 전압이 일정 수준에 도달할때까지 정전류 모드로 배터리를 충전하고, 일정 수준 이상의 전압에 도달하면, 충전 전류의 양을 조절하여 정전압 모드로 배터리를 충전하는 단계로 이루어진다.

또한, 상기 (E)단계는 다시, 2차 코일로부터 유기되는 유도 기전력 펄스의 폴링 타임을 체크하는 단계; 폴링 타임이 체크되면, 메모리로부터 충전상태정보를 판독하는 단계; 상기 충전상태정보에 근거하여 피드백 응답신호를 생성하고, 이를 무선송신모듈을 통해 제 1 충전유닛의 무선수신모듈로 전송하는 단계로 이루어진다.

상기 (F)단계는 다시, 충전상태정보를 분석하여, 배터리의 만충전 여부를 판단하는 단계; 배터리가 만충전되지 않은 경우, 충전상태에 대응하도록 1차 코일에 인가되는 전력 펄스의 펄스폭을 조절하는 단계를 포함한다.

본 발명의 제 5 양태는, 1차 코일과 무선수신모듈을 포함하는 제 1 충전 유닛과, 이 1차 코일과 자기적으로 결합되는 2차 코일과 무선송신모듈을 포함하는 제 2 충전 유닛 및 이 제 2 충전 유닛으로부터 충전 전압을 제공받는 배터리로 이루어지는 무접점 충전 시스템에 관한 것으로서, 상기 제 1 충전 유닛은, 상용 교류전원이 인가됨에 따라 상용 주파수 이상의 교류 전력 펄스를 생성하고, 이를 1차 코일에 인가하여 상기 2차 코일에 고주파 교류 전압 펄스를 유도하는 수단을 포함하고; 상기 제 2 충전유닛은, 상기 2차 코일에 의해 유도되는 교류전압 펄스의 펄스간 유휴 시간을 이용하여 배터리의 충전상태정보를 상기 제 1 충전유닛에 전송하는 수단을 포함한다. 따라서, 상기 1차 코일과 2차 코일 사이의 전력 신호와 상기 무선송 신모듈과 무선수신모듈 사이의 통신 신호가 시간적으로 중첩되지 않게 된다.

상기 전송 수단은, 유도 기전력 펄스의 폴링 타임(falling time)을 검출하고, 폴링 타임의 검출과 동시에 상기 배터리 충전상태정보를 전송한다.

또한, 상기 1차 충전유닛의 유도 수단은, 상용 교류 전원을 정류한 직류 전압에 근거하여 상용 주파수 이상의 교류 전압을 생성하는 수단과, 이 상용 주파수 이상의 교류 전압을 이용하여 펄스폭 변조신호를 생성하는 수단을 포함한다.

상기 1차 충전유닛은, 상기 배터리 충전상태정보를 분석하여 상기 펄스폭을 조절하는 수단을 더 포함한다.

상기 제 2 충전유닛은, 상기 2차 코일로부터 생성되는 유도 기전력 펄스의 폴링 타임을 검출하는 수단과; 상기 폴링 타임의 검출에 따라 배터리 충전상태정보를 추출하고, 이 충전상태정보를 이용하여 제 1 충전유닛의 무선수신모듈에 송신할 피드백 응답신호를 생성하는 수단, 상기 2차 코일로부터 생성되는 유도 기전력을 직류로 정류하는 수단, 상기 정류된 직류 전압을 이용하여 배터리에 공급할 정전압 및 정전류를 생성하는 수단, 배터리의 충전 전압과 충전 전류를 검출하는 수단과, 상기 충전 전압과 충전 전류를 저장하는 수단을 더 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무접점 충전 시스템의 개략적인 사시도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 무접점 충전시스템은 외부 전원을 이용하여 배터리에 공급할 충전 전력을 생성시키는 충전 모체(100)와, 이 충전 모체(100)로부터 무접점으로 상기 충전 전력을 공급받고, 이를 이용하여 내부의 배터리(미도시)를 충전시키는 배터리 장치(200)로 이루어진다.

상기 배터리 장치(200)는 배터리가 내장된 배터리팩이나 배터리를 내장하고 있는 휴대형 전자기기를 나타낸다. 바람직한 휴대형 전자기기로서는 셀룰러폰, PDA, MP3 플레이어 등을 들 수 있다. 이 배터리 장치(200)에 내장되는 배터리는 재충전 가능한 전지셀로서 리튬 이온 전지나 리튬 폴리머 전지 등을 포함한다.

상기 충전 모체(100)는 외부 전원으로부터 전기에너지를 공급 받아 상기 배터리 장치(200)에 공급할 충전 전력을 생성하는 장치로서, 배터리 장치(200)가 쉽게 안착될 수 있도록 패드 형태로 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 충전 모체(100)에 공급되는 외부 전원으로서는 가정용의 상용 교류 전원(60Hz,220V/100V)이 가장 바람직하지만, 다른 DC 전원도 채택 가능하다.

상기 충전 모체(100)와 상기 배터리 장치(200)는 서로 대응되는 1차 코일 (110) 및 2차 코일(210)과 안테나(120, 220)를 구비하고 있다.

상기 1, 2차 코일(110, 210)은 유도 결합에 의해 자기적으로 상호 커플링된다. 따라서, 상기 2차 코일이 상기 1차 코일 위에 병렬됨(juxtaposed)에 따라 1차 코일에 의해 생성되는 자기장이 2차 코일내에 유도 전류를 유기하게 된다. 또한, 상기 1, 2차 코일(110, 210)은 각각 안테나(120, 220)에 의해 둘러 싸여져 있다.

또한, 상기 충전 모체(100)는 1차 코일(110)을 구동하여 자기장을 생성하기위한 충전전력 공급회로(150)(도 2 참조)를 내장하고 있고, 상기 배터리 장치(200)는 2차 코일(210)에 의해 유기되는 유도 기전력을 이용하여 배터리를 충전시키는 충전 회로(250)(도 2 참조)를 내장하고 있다.

이하에서, 도 2를 참조하여 상기 충전전력 공급회로(150)와 충전 회로(250)의 상세 구성을 살펴보기로 한다.

충전 모체(100)내에 내장되는 충전전력 공급회로(150)는 1차 코일(110), 정류기(152), 구동회로(153), 제어기(155), 무선수신모듈(120, 156)을 포함한다.

상기 정류기(152)는 상용 교류 전원(151)으로부터의 교류 전압을 직류로 정류한 후, 구동 회로(153)에 전달한다. 상기 구동 회로(153)는 정류기(152)에 의해 정류된 직류 전압을 이용하여 상용 주파수 이상의 고주파 교류 전압 펄스를 생성하고, 이를 1차 코일(110)에 인가하여 자계(magnetic field)를 생성한다.

상기 구동 회로(153)는 다시 PWM 신호 발생기(154b)와 전력 구동부(154a)로 이루어진다. 상기 전력 구동부(154a)는 소정 레벨의 직류 전압을 컨버팅하여 상용 주파수 이상의 고주파 교류 전압을 발진하는 고주파 발진회로와 펄스폭 변조된 고 주파 교류 전압 펄스를 1차 코일(110)에 인가하는 것에 의해 1차 코일(110)을 구동하는 드라이브 회로를 포함한다. 상기 PWM 신호 발생기(154b)는 상기 고주파 교류 전압을 펄스폭 변조(PWM : pulse width modulation)시킨다. 따라서, 전력 구동부(153)의 출력단을 통해 배출되는 출력 신호는 고주파 교류 전압 펄스가 된다. 이 고주파 교류 전압 펄스는 도 3에 도시된 것과 같은 펄스열(pulse train)이다. 이 펄스열의 펄스폭은 제어기(155)에 의해 조절된다. 본 발명에 따른 구동 회로(153)로는 예를 들어, 스위칭 모드 파워 서프라이(SMPS: switching mode power supply)가 채택될 수 있는데, 동일한 기능과 역할을 수행할 수 있다면 다른 균등 수단이 채택될 수 있음은 물론이다.

상기 제어기(155)는 무선 송,수신모듈(156, 120, 220, 256)을 경유하여 피드백 되는 배터리의 충전상태정보에 근거하여 상기 펄스폭 변조되는 고주파 교류 전압 펄스의 펄스폭을 조절한다. 특히, 제어기(155)는 충전 회로(250)로부터 피드백되는 응답신호가 충전시작신호인 경우, 도 3과 같이 1차 코일(110)의 구동 모드를 대기 모드에서 충전 모드로 전환한다. 또한, 충전 회로(250)로부터 피드백 되는 충전상태정보를 분석한 결과, 배터리가 만충전인 것으로 판단되면, 도 3과 같이 1차 코일의 구동 모드를 충전 모드에서 완충 모드로 전환한다. 상기 제어기(155)는 충전 회로(250)로부터 피드백되는 응답 신호가 없는 경우, 1차 코일(110)의 구동 모드를 대기 모드로 유지한다.

이와 같이, 충전전력 공급회로(150)의 제어기(155)는 배터리 장치(200)로부터의 응답 신호의 유,무와 그 내용에 따라 1차 코일(110)을 구동하는 모드를 대기 모드, 충전 모드 및 완충 모드로 전환한다.

상기 무선수신모듈(120, 156)은 충전 회로(250)의 무선송신모듈(220, 256)로부터 전송되는 피드백 응답 신호를 수신하는 안테나(120)와, 이 피드백 응답 신호를 복조하여 배터리의 충전상태정보를 복원하는 복조기와 같은 수신부(156)를 포함한다.

본 발명의 충전전력 공급회로(150)는 회로를 과전압으로부터 보호하기 위하한 과전압 필터회로나 정류기에 의해 정류된 직류 전압을 소정 레벨의 전압으로 유지시키기 위한 정전압 회로를 더 포함할 수 있다. 상기 과전압 필터회로는 상용 교류전원(151)과 정류기(152) 사이에 배치되고, 상기 정전압 회로는 정류기(152)와 구동 회로(153) 사이에 배치되는 것이 바람직하다.

다음으로, 상기 충전전력 공급회로(150)로부터 전력을 공급받아 배터리(262)를 충전하는 충전 회로(250)에 대해서 살펴본다. 이 충전 회로(250)는 배터리(262)와 함께 배터리 장치(200)의 내부에 내장된다.

상기 충전 회로(250)는 2차 코일(210), 정류기(251), 정전압/정전류 회로(252), 폴링 검출기(253), 제어기(255), 무선송신모듈(220, 256)을 포함한다.

상기 2차 코일(210)은 상기 1차 코일(110)에 자기적으로 결합되어 유도 기전력을 발생시킨다. 상술한 바와 같이, 1차 코일(110)에 인가되는 전력 신호가 펄스폭 변조신호이기 때문에 2차 코일(210)에 유기되는 유기 기전력 역시 교류 전압 펄스열이다. 또한, 1차 코일(110)의 구동 모드에 따라 2차 코일(210)에 유기되는 교류 전압 펄스 역시 도 3과 같이 대기 모드, 충전 모드 및 완충 모드중 어느 하나의 형태를 따르게 된다.

상기 정류기(251)는 상기 2차 코일(210)의 출력단에 연결되어 2차 코일(210)에 의해 유도된 교류 전압 펄스를 일정한 레벨의 직류로 평탄화한다.

상기 정전압/정전류 회로(252)는 소정 레벨의 직류 전압을 이용하여 배터리에 충전할 정전압과 정전류를 생성한다. 즉, 배터리의 초기 충전시점에서 정전류 모드를 유지하다가 배터리의 충전전압이 포화상태가 되면, 정전압 모드로 전환한다.

상기 폴링 검출기(253)는 2차 코일에 의해 유도된 교류 전압 펄스의 하강 시점 즉, 폴링 시점(falling time)을 검출하는 장치이다. 이 폴링 검출 신호는 제어기(255)로 입력된다.

상기 제어기(255)는 일종의 마이크로 프로세서로서 폴링 검출 신호, 충전 전류, 충전 전압 등과 같은 모니터링 신호를 입력 받고, 이 모니터링 신호에 근거하여 상기 정전압/정전류 회로(252)와 무선송신모듈(220, 256)을 제어한다.

즉, 폴링 검출기(253)로부터 입력되는 폴링 검출 신호에 근거하여 펄스의 하강 시점을 파악하고, 상기 충전전력 공급장치(150)에 전송할 피드백 응답 신호의 전송 시점을 상기 펄스의 하강 시점에 동기화시킨다.

또한, 상기 제어기(255)는 배터리의 충전 전류와 충전 전압을 상시적으로 모니터링하고, 이 모니터링 값을 내부 메모리(미도시)에 임시 저장한다. 미도시된 상기 메모리는 모니터링된 충전 전류와 충전 전압과 같은 배터리 충전상태정보 뿐만 아니라 배터리 사양정보(제품 코드, 정격 등)도 함께 저장한다.

또한, 상기 제어기(255)는 배터리의 충전 상태에 따라 정전압 모드와 정전류 모드를 적절히 선택, 전환한다.

상기 무선송신모듈은 충전전력 공급장치(150)에 전송할 피드백 응답 신호(충전시작신호 또는 충전상태신호)를 송신하는 안테나(220)와, 충전상태정보와 같은 베이스밴드 신호를 변조하여 피드백 응답 신호를 생성하는 송신부(256)를 포함한다.

상기 정전압/정전류 회로(252)와 배터리(262) 사이에는 배터리에 과전압이나 과전류가 인가되는 것을 방지하기 위한 보호 회로(PCM)(261)가 배치된다. 이 보호 회로(261)와 배터리(262)는 하나의 단일 배터리 유닛(260)을 구성한다.

다음으로 도 3을 참조하여 배터리의 충전 상태를 모드별로 나누어서 설명한다. 여기서, 설명의 편의상 상기 충전전력 공급장치 또는 충전 모체는 1차 충전유닛으로 상기 충전회로 또는 배터리 장치는 2차 충전유닛으로 정의한다.

상용 교류 전원(151)과 같은 외부 전원이 1차 충전유닛에 인가되면, 1차 충전 유닛의 제어기(155)가 깨어나서(wake-up) 구동 회로(153)를 제어함으로써 1차 코일(110)을 드라이브한다.

즉, 제어기(155)는 2차 충전유닛으로부터 어떠한 응답도 수신되지 않는 경우, 이를 대기모드로 판단하고, 도 3과 같이 폭이 w₁이고, 주기가 t₁인 대기모드 전력 펄스열을 1차 코일(110)에 인가하도록 상기 구동 회로(153)를 제어한다. 이에 따라, 1차 코일(110)은 상기 대기모드 전력 펄스열에 대응하는 자계를 발생시키고, 이를 외부로 방사한다. 이러한 자계의 방사는 도 3에 도시된 충전시작신호가 1차 충전유닛의 무선수신모듈(120, 156)로 수신될 때까지 계속된다.

도 1과 같이 배터리 장치(200)가 충전 모체(100)에 안착됨에 따라 1차 코일(110)과 2차 코일(210)이 자기적으로 커플링되면(도 3의 T지점), 1차 코일(110)로부터 발생된 자기장에 의해 2차 코일(210)의 출력단에도 폭이 w₁이고, 주기가 t₁인 대기모드 전력 펄스열이 유도된다. 이 전력 펄스열은 그 전력량이 배터리를 충전하기에는 미약하기 때문에 2차 충전유닛의 내부 회로의 구동전원(특히, 마이크로 프로세서의 구동 전원)으로 사용된다. 즉, 대기모드의 전력 펄스는 1차 코일과 2차 코일이 커플링되기 전에는 외부로 방사되어 소비되고, 1차 코일과 2차 코일이 커플링되면 마이크로 프로세서를 깨우는(wake-up) 구동전원으로 사용된다.

이와 같이, 2차측에 유도 기전력이 유기되면, 2차 충전유닛의 폴링 검출기(253)는 상기 유도 펄스의 하강 시점(또는 폴링 타임)을 체킹한다. 이때, 폴링 검출기(253)가 펄스의 하강 시점을 검출하게 되면, 폴링 검출 신호가 2차 충전유닛의 제어기(255)에 입력되고, 제어기(255)는 도 3과 같은 충전시작신호를 무선송신모듈(220, 256)을 경유하여 1차 충전유닛으로 피드백 응답한다. 즉, 보다 상세하게 설명하면, 폴링 검출 신호가 입력됨에 따라, 제어기는 내부 메모리를 조회하여 충전상태정보가 존재하는지 여부를 판단한다. 이때, 메모리내에 충전상태정보가 존재하지 않으면, 현재의 상태가 대기모드인 것으로 판단하여 1차 충전유닛에 충전 모드로의 전환을 지시하는 충전시작신호를 응답한다.

2차 충전유닛으로부터 충전시작신호를 피드백 받은 1차 충전유닛의 제어기(155)는 도 3과 같이 대기모드를 충전모드로 전환한다. 즉, 구동 회로(153)를 제어하여 1차 코일에 폭이 w₂이고, 주기가 t₂인 충전모드 전력 펄스열을 드라이브한다. 여기서, w₂는 적어도 w₁에 비해서 더 크다.

이에 따라, 2차 코일(210)의 출력단에는 폭이 w₂이고, 주기가 t₂인 충전모드 전력 펄스열이 유도되고, 이 전력 펄스열을 정류하여 배터리(262)를 충전하게 된다. 배터리의 충전은 공지의 정전류 모드와 정전압 모드를 사용한다.

한편, 2차 코일(210)의 출력단에 폭이 w₂이고, 주기가 t₂인 충전모드 전력 펄스열이 유도됨에 따라, 폴링 검출기(253)는 각 펄스의 하강 시점을 체킹한다. 이때, 펄스의 하강 시점이 검출되면, 제어기는 미리 모니터링 되어 메모리에 저장되어 있는 충전상태정보(예를 들어, 충전 전압, 충전 전류)를 판독한다. 이렇게 판독된 충전상태정보는 충전송신모듈을 경유하여 1차 충전유닛으로 피드백 응답된다.

2차 충전유닛으로부터 충전상태정보를 피드백 받은 1차 충전유닛의 제어기(155)는 이 충전상태정보를 분석하고, 이 분석 결과에 근거하여 구동회로(153)를 제어함으로써 1차 코일(110)에 인가되는 전력 펄스의 펄스폭을 조절한다.

이때, 상기 충전상태정보를 분석한 결과, 배터리가 이미 만충전된 것으로 판단되면, 1차 충전유닛의 제어기(155)는 도 3과 같이 충전모드를 완충모드로 전환한다.

즉, 구동 회로를 제어하여 1차 코일에 폭이 w₃이고, 주기가 t₃인 완충모드 전력 펄스열을 드라이브한다. 여기서, w₃는 w₂ 보다는 작고 w₁과 같거나 더 큰 것이 바람직하다.

상기 완충 모드의 경우에도 펄스의 하강 시점에 충전상태정보가 2차 충전유닛으로부터 1차 충전유닛으로 피드백 되고, 1차 충전유닛의 제어기는 이 충전상태정보를 분석하여 완충모드를 계속 유지할 것인지 아니면, 충전 모드로 복귀할 것인지를 결정한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 경우 1차 코일과 2차 코일 사이에 전달되는 전력 신호(전력 펄스열)와 무선송신모듈과 무선수신모듈 사이에 전달되는 통신 신호(피드백 응답 신호)가 서로 시간적으로 중첩되지 않도록 시분할 되어 있다. 즉, 상기 통신 신호는 전력 신호의 하강 시점에 동기되어 전송된다. 따라서, 전력 신호와 통신 신호가 동시에 전달됨으로서 발생하게 되는 신호(특히, 통신 신호)의 간섭현상이나 왜곡 및 희석화 현상을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 경우, 충전 모드와 별개로 대기 모드와 완충 모드를 가진다. 따라서, 1차 코일에 의해 외부로 방사되어 소비되는 에너지를 최소화시킴으로써 기존의 무접점 충전장치에 비해 전력 소모를 절감하는 것이 가능하다.

이하에서, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 무접점 충전시스템의 동작 관계를 설명한다.

상용 교류 전원(151)과 같은 외부 전원이 1차 충전유닛에 인가되면(S11), 1 차 충전 유닛의 제어기(155)가 깨어나서(wake-up) 1차 코일(110)을 드라이브한다. 즉, 1차 코일(110)에 도 3의 대기 모드 전력 펄스(펄스폭 변조된 고주파 교류 전압)를 인가하고, 1차 코일은 이에 대응하는 자기장을 형성하여 외부로 방사한다.(S12)

상기 자기장에 의해 2차 코일(210)의 출력단에는 상기 대기모드 전력 펄스에 대응하는 유도 기전력 펄스가 생성된다.(S30) 이 유도기전력 펄스는 배터리를 충전시키기에 그 크기가 미약하기 때문에 2차 충전유닛내의 회로(특히, 마이크로 프로세서)를 구동시키기 위한 구동전원으로 사용된다. 또한, 2차 충전유닛의 폴링 검출기(253)는 상기 대기모드 전력 펄스의 하강 시점을 체크하여 폴링 타임(falling time)을 검출한다.(S31)

이때, 폴링 타임이 검출되면, 2차 충전유닛의 제어기(255)는 내부 메모리를 검색하여 상태정보(특히, 충전상태정보)를 판독한다.(S33) 이 상태정보에는 충전전압과 충전전류와 같은 충전상태정보와 제품 코드, 정격과 같은 배터리 사양정보가 포함된다.

상기 단계 S33에서, 메모리내에 충전상태정보가 존재하지 않으면, 제어기(255)는 현재의 동작 상태를 대기 모드로 판단하여 충전시작신호를 생성하고(S36), 이를 무선송신모듈(210, 256)을 통해 1차 충전유닛에 전송한다.(S37)

반면에, 상기 단계 S33에서, 메모리내에 상태정보가 존재하면, 메모리로부터 상기 상태정보를 읽어들이고, 이 상태정보에 근거하여 상태 피드백 신호(또는 피드백 응답 신호)를 생성한 후, 이를 무선송신모듈(210, 256)을 통해 1차 충전유닛에 전송한다.(S37)

한편, 1차 충전유닛의 제어기(155)는 2차 충전유닛으로부터 피드백되는 응답이 존재하는지 여부를 판단하고(S13), 존재하지 않는 경우에는 1차 코일과 2차 코일이 커플링되지 않은 상태로 판단하여 기존의 대기 모드를 그대로 유지한다.(S14)

반면에, 2차 충전유닛으로부터 피드백되는 응답이 존재하는 경우에는 해당 응답을 분석하여 충전시작신호인지 여부를 판단한다.(S15, S16)

이때, 충전시작신호로 판별 되면, 시스템의 동작 모드를 대기 모드에서 충전 모드로 전환한다.(S17) 반면에, 상기 응답이 충전시작신호가 아닌 경우에는 상태정보를 보다 정밀하게 분석한다.(S18)

상기 단계 S18에서 상태정보를 분석한 결과, 배터리가 만충전 상태로 판별되면, 시스템의 동작모드를 충전모드에서 완충모드로 전환한다.(S20)

반면에, 배터리가 만충전 상태가 아닌 경우에는 상기 상태정보에 포함된 충전상태정보에 근거하여 충전 전력의 크기를 조절한다. 즉, 1차 코일에 인가되는 고주파 교류 전압 펄스의 펄스폭을 조절한다.(S21)

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 배터리의 상태정보를 피드백 받아 충전 전력을 조절하기 때문에 2차측에 보다 적합한 전력의 공급이 가능하다.

또한, 본 발명은 1차측과 2차측 사이에서 송,수신되는 전력 신호와 통신 신호가 서로 중첩되지 않도록 동기화하고 있기 때문에 신호의 간섭, 왜곡 및 희석화로 인한 문제점을 손쉽게 해결한다.

또한, 시스템의 동작 모드를 충전 모드 이외에 절전형의 대기 모드와 완충 모드로 자유롭게 절환이 가능하도록 설계함으로써 기존의 시스템에 비해 전력을 95%까지 절감할 수 있다.

Claims

유도 결합을 위한 2차 코일, 데이터를 무선 송신하기 위한 무선송신모듈, 배터리의 충전상태를 조절하는 충전제어회로 및 재충전 가능한 배터리를 포함하는 배터리장치와 무접점으로 결합되는 장치로서,

상기 2차 코일에 충전 전력을 유도하는 1차 코일;

상기 무선송신모듈로부터 충전상태정보를 수신하기 위한 무선수신모듈;

상기 1, 2차 코일 사이의 전력 신호와 상기 무선 송,수신 모듈 사이의 통신 신호가 서로 시간적으로 중첩되지 않도록 상기 1차 코일을 구동하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 충전전력 공급장치.
제 1 항에 있어서,

상기 충전 전력은 상용 주파수 이상의 교류 전압을 펄스폭 변조한 전력 펄스열인 것을 특징으로 하는 충전전력 공급장치.
제 2 항에 있어서,

상기 통신 신호는 상기 전력 펄스의 폴링 타임(Falling time)에 동기되어 있는 것을 특징으로 하는 충전전력 공급장치.
제 1 항에 있어서, 상기 구동 수단은

상기 충전상태정보를 분석하여 1차 코일을 구동할 전력 펄스의 폭을 조절하는 것을 특징으로 하는 충전전력 공급장치.
제 4 항에 있어서,

상기 충전상태정보에는 배터리의 충전 전압, 충전 전류 뿐만 아니라 충전시작신호가 포함되는 것을 특징으로 하는 충전전력 공급장치.
제 4 항에 있어서,

상용 교류 전압을 직류로 변환하기 위한 정류기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 충전전력 공급장치.
제 6 항에 있어서, 상기 구동수단은

상기 정류기로부터의 직류 전압을 이용하여 상용 주파수(60Hz) 이상의 교류 전압을 생성하는 전압변환수단;

상기 교류 전압을 이용하여 1차 코일에 인가할 펄스폭 변조 신호를 생성하기 위한 펄스폭 변조기;

상기 충전상태정보를 분석하고, 이 분석 결과에 근거하여 상기 펄스폭 변조기를 제어하기 위한 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전전력 공급장치.
제 1 항에 있어서, 상기 무선수신모듈은

상기 무선송신모듈로부터 충전상태신호를 수신하기 위한 안테나와;

상기 충전상태신호로부터 충전상태정보를 복원하기 위한 복조기를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전전력 공급장치.
제 8 항에 있어서,

상기 안테나가 상기 1차 코일을 둘러싸도록 배치되는 것을 특징으로 하는 충전전력 공급장치.
상용 교류전압을 이용하여 상용 주파수 이상의 교류 전압 펄스를 생성하는 충전전력 공급장치로부터 무접점으로 전력을 공급받고, 이 전력을 이용하여 재충전 가능한 배터리를 충전하는 장치로서,

상기 충전전력 공급장치의 1차 코일과 자기적으로 결합되어 상기 교류 전압 펄스에 대응하는 유도 기전력 펄스를 생성하는 2차 코일;

이 유도 기전력 펄스에 근거하여 배터리를 충전시킬 정전압과 정전류를 생성하는 충전제어회로;

상기 유도 기전력 펄스의 폴링 타임(falling time)을 체크하여 폴링이 감지되면, 배터리의 충전상태정보와 같은 피드백 응답 신호를 상기 충전전력 공급장치에 무선으로 피드백하는 피드백 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 충전장치.
제 10 항에 있어서,

상기 충전상태정보와 배터리 사양정보를 저장하는 메모리;

배터리의 충전 상태를 모니터링하여 충전상태정보를 생성하고, 이를 상기 메모리에 저장하는 모니터링회로;

상기 충전상태정보에 근거하여 피드백 응답 신호를 생성하고, 이를 상기 충전전력 공급장치에 무선으로 전송하는 무선송신모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 충전장치.
제 10 항에 있어서,

상기 충전상태정보는 배터리의 충전 전압, 충전 전류를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전장치.
제 11 항에 있어서, 상기 피드백 제어수단은

폴링 검출시에 상기 메모리에 충전상태정보가 존재하지 않는 경우, 충전 전력의 공급을 요청하는 충전시작신호를 생성하고, 이를 피드백 응답신호로 상기 무선송신모듈에 전달하는 것을 특징으로 하는 충전장치.
제 11 항에 있어서, 상기 무선송신모듈은

상기 피드백 응답신호를 변조하기 위한 변조기와,

상기 변조된 피드백 응답신호를 송신하기 위한 안테나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 충전장치.
제 14 항에 있어서,

상기 안테나가 상기 2차 코일을 둘러싸고 있는 것을 특징으로 하는 충전장치.
상용 교류전원을 이용하여 상용 주파수 이상의 펄스폭 변조 신호를 생성하는 전력공급장치로부터 무접점으로 충전 전력을 공급받는 배터리 장치로서,

재충전 가능한 배터리;

상기 전력공급장치의 1차 코일과 자기적으로 결합되어 상기 펄스폭 변조 신호에 대응하는 유도 기전력 펄스를 생성하는 2차 코일;

상기 유도 기전력에 근거하여 배터리를 충전시킬 정전압과 정전류를 생성하고, 이를 이용하여 상기 배터리를 충전하는 충전제어회로;

상기 유도 기전력 펄스의 폴링 타임(falling time)을 검출하는 폴링 검출기;

배터리의 충전상태정보와 배터리 사양정보를 저장하는 메모리;

상기 배터리의 충전 상태를 모니터링하여 충전상태정보를 생성하고, 이를 상기 메모리에 저장하는 모니터링회로;

상기 충전상태정보를 변조하여 피드백 응답신호를 생성하고, 이를 상기 전력공급장치에 무선으로 전송하는 무선송신모듈;

상기 폴링 타임을 검출하면, 상기 메모리로부터 충전 상태정보를 읽어들이고, 이 충전상태정보를 상기 무선송신모듈에 전달하는 피드백 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 장치.
제 16 항에 있어서,

상기 배터리를 과충전이나 과전류로부터 보호하기 위한 보호회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 장치.
제 16 항에 있어서,

상기 충전상태정보에는 배터리의 충전 전압, 충전 전류가 포함되는 것을 특징으로 하는 배터리 장치.
제 16 항에 있어서, 상기 피드백 제어기는

상기 메모리에 충전상태정보가 존재하지 않는 경우, 충전 전력의 공급을 요청하는 충전시작신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 배터리 장치.
제 16 항에 있어서,

상기 2차 코일에 의해 생성되는 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 정류기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 장치.
제 16 항에 있어서, 상기 무선송신모듈은

상기 피드백 응답신호를 변조하기 위한 변조기와,

상기 변조된 피드백 응답신호를 송신하기 위한 안테나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리 장치.
제 21 항에 있어서,

상기 안테나가 상기 2차 코일을 둘러싸고 있는 것을 특징으로 하는 배터리 장치.
1차 코일과 무선수신모듈을 포함하는 제 1 충전 유닛과, 이 1차 코일과 자기적으로 결합되는 2차 코일과 무선송신모듈을 포함하는 제 2 충전 유닛 및 이 제 2 충전 유닛으로부터 충전 전압을 제공받는 배터리로 이루어지는 무접점 충전 시스템에서의 배터리 충전방법으로서,

(A) 폭 W₁을 갖는 전력 펄스열을 1차 코일에 인가하는 것에 의해 대응하는 자계를 외부로 방사하는 단계;

(B) 상기 제 1 코일과 제 2 코일이 자기적으로 결합되었음을 확인하는 충전시작신호를 상기 제 2 충전유닛으로부터 무선으로 응답받는 단계;

(C) 상기 충전시작신호에 따라 적어도 상기 W₁ 보다 큰 펄스폭(W₂)을 갖는 충전 전력 펄스열을 생성하고, 이를 1차 코일에 인가하는 것에 의해 2차 코일에 대응하는 유도 기전력 펄스를 생성하는 단계;

(D) 상기 유도 기전력 펄스를 이용하여 상기 배터리를 충전하는 단계;

(E) 상기 배터리의 충전상태정보를 제 2 충전유닛으로부터 피드백 받는 단 계;

(F) 상기 충전상태정보에 근거하여 상기 충전 전력 펄스의 펄스폭을 조절하는 단계를 포함하고;

상기 제 2 충전유닛으로부터의 무선 피드백 신호는 상기 유도 기전력 펄스의 폴링 타임(falling time)에 동기되어 있는 것을 특징으로 하는 무접점 충전방법.
제 23 항에 있어서, 상기 (F)단계에서

상기 충전상태정보를 분석한 결과 배터리가 만 충전된 경우, 상기 1차 코일에 인가되는 전력 펄스열의 펄스폭(W₃)을 상기 W₂ 보다 작고 상기 W₁ 보다 크거나 같게 조절하는 것을 특징으로 하는 무접점 충전방법.
제 24 항에 있어서,

상기 펄스폭 W₃가 상기 W₁과 동일한 것을 특징으로 하는 무접점 충전방법.
제 23 항에 있어서, 상기 (B)단계는 다시

상기 제 1 코일과 제 2 코일이 자기적으로 결합됨에 따라 제 2 코일로부터 유도 기전력 펄스가 생성되는 단계;

상기 유도 기전력 펄스의 폴링 타임(falling time)을 체크하여 메모리로부터 충전상태정보를 읽어들이는 단계;

상기 메모리에 충전상태정보가 기록되어 있지 않은 경우, 초기 충전으로 판단하여 초기충전신호를 생성하는 단계;

상기 초기충전신호를 무선송신모듈을 경유하여 제 1 충전유닛의 무선수신모듈로 전송하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무접점 충전방법.
제 23 항에 있어서,

상기 전력 펄스열은 상용 주파수 이상의 고주파 교류 전압을 펄스폭 변조하여 생성하는 것을 특징으로 하는 무접점 충전방법.
제 23 항에 있어서,

상기 충전상태정보는 적어도 배터리의 충전 전압값 또는 충전 전류값을 포함하는 것을 특징으로 하는 무접점 충전방법.
제 23 항에 있어서, 상기 (A)단계는 다시

상용 교류 전압을 직류로 정류하는 단계;

정류된 직류를 이용하여 상용 주파수 이상의 교류 전압을 생성하는 단계;

상기 교류 전압을 펄스폭 변조하여 폭 W₁을 갖는 전력 펄스열을 생성하는 단계;

상기 전력 펄스열을 1차 코일에 인가하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무접점 충전방법.
제 23 항에 있어서, 상기 (D)단계는 다시

상기 유도 기전력(교류 전압)을 직류로 정류하는 단계;

정류된 직류 전압을 이용하여 배터리에 충전할 일정한 레벨의 정전압과 정전류를 생성하는 단계;

배터리 전압이 일정 수준에 도달할때까지 정전류 모드로 배터리를 충전하고, 일정 수준 이상의 전압에 도달하면, 충전 전류의 양을 조절하여 정전압 모드로 배터리를 충전하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무접점 충전방법.
제 23 항에 있어서, 상기 (E)단계는 다시

2차 코일로부터 유기되는 유도 기전력 펄스의 폴링 타임을 체크하는 단계;

폴링 타임이 체크되면, 메모리로부터 충전상태정보를 판독하는 단계;

상기 충전상태정보에 근거하여 피드백 응답신호를 생성하고, 이를 무선송신모듈을 통해 제 1 충전유닛의 무선수신모듈로 전송하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무접점 충전방법.
제 23 항에 있어서, 상기 (F)단계는 다시

충전상태정보를 분석하여, 배터리의 만충전 여부를 판단하는 단계;

배터리가 만충전되지 않은 경우, 충전상태에 대응하도록 1차 코일에 인가되는 전력 펄스의 펄스폭을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무접점 충전방법.
1차 코일과 무선수신모듈을 포함하는 제 1 충전 유닛과, 이 1차 코일과 자기적으로 결합되는 2차 코일과 무선송신모듈을 포함하는 제 2 충전 유닛 및 이 제 2 충전 유닛으로부터 충전 전압을 제공받는 배터리로 이루어지는 무접점 충전 시스템에 있어서,

상기 제 1 충전 유닛은

상용 교류전원이 인가됨에 따라 상용 주파수 이상의 교류 전력 펄스를 생성하고, 이를 1차 코일에 인가하여 상기 2차 코일에 고주파 교류 전압 펄스를 유도하는 수단을 포함하고;

상기 제 2 충전유닛은

상기 2차 코일에 의해 유도되는 교류전압 펄스의 펄스간 유휴 시간을 이용하여 배터리의 충전상태정보를 상기 제 1 충전유닛에 전송하는 수단을 포함하며;

이로 인해, 상기 1차 코일과 2차 코일 사이의 전력 신호와 상기 무선송신모듈과 무선수신모듈 사이의 통신 신호가 시간적으로 중첩되지 않는 것을 특징으로 하는 무접점 충전 시스템.
제 33 항에 있어서, 상기 전송 수단은

유도 기전력 펄스의 폴링 타임(falling time)을 검출하고, 폴링 타임의 검출과 동시에 상기 배터리 충전상태정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 무접점 충전 시스템.
제 34 항에 있어서, 상기 1차 충전유닛의 유도 수단은

상용 교류 전원을 정류한 직류 전압에 근거하여 상용 주파수 이상의 교류 전압을 생성하는 수단과,

이 상용 주파수 이상의 교류 전압을 이용하여 펄스폭 변조신호를 생성하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 무접점 충전 시스템.
제 35 항에 있어서, 상기 1차 충전유닛은

상기 배터리 충전상태정보를 분석하여 상기 펄스폭을 조절하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무접점 충전 시스템.
제 34 항에 있어서,

상기 배터리 충전상태정보에는 배터리의 충전 전압, 충전 전류가 포함되는 것을 특징으로 하는 무접점 충전 시스템.
제 34 항에 있어서, 상기 제 2 충전유닛은

상기 2차 코일로부터 생성되는 유도 기전력 펄스의 폴링 타임을 검출하는 수단과;

상기 폴링 타임의 검출에 따라 배터리 충전상태정보를 추출하고, 이 충전상태정보를 이용하여 제 1 충전유닛의 무선수신모듈에 송신할 피드백 응답신호를 생성하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무접점 충전 시스템.
제 38 항에 있어서, 상기 제 2 충전 유닛은

상기 2차 코일로부터 생성되는 유도 기전력을 직류로 정류하는 수단과;

상기 정류된 직류 전압을 이용하여 배터리에 공급할 정전압 및 정전류를 생성하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무접점 충전 시스템.
제 39 항에 있어서, 상기 제 2 충전 유닛은

배터리의 충전 전압과 충전 전류를 검출하는 수단과;

상기 충전 전압과 충전 전류를 저장하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무접점 충전 시스템.