KR20180083830A - 충전 조절이 가능한 무선 충전기 - Google Patents

Abstract

무선으로 전력 전달하여 무선 충전을 시키는 무선 충전기에 있어서,1차 코일에 대한 것으로 공진되도록 코일과 콘덴서를 병렬 구성하는 것과 대기 상태에서 공진되도록 하므로서, 무선 전력 전달 송신기에서 1차 측의 다수개 코일 에서 충전시 손실되는 것을 감소시킬 수 있었으며, 이 결과로 열이 발생되는 것도 함께 효과가 있었다. 또한, 대기시에도 대기 소모전력인 1차측 코일과 고주파 발진기(전력전달 주파수 발진기)에서 발생하는 소비전력을 줄일 수 있었다.

Description

충전 조절이 가능한 무선 충전기{ADJUSTABLE WIRELESS CHARGER}

본 발명은 무선 충전기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 무선 충전기에서 무선으로 전력을 효율적으로 송수신하기 위해 충절 조절이 가능하도록 새로운 설계 구조를 제공하는 충전 조절이 가능한 무선 충전기이다.

전자기기에서 무선 송,수신부가 구비되어 무선충전이 이루어지는 기술이 개발되고 있는 실정이다. 최근의 이동통신단말기는 다양한 형태로 개발되고, 이에 따라 다양한 전원충전기의 형태만큼 다양한 충전잭이 있었다. 이에 따른 충전기의 호환성 문제가 부각되었으나 이러한 충전잭들은 24핀 충전잭으로 표준화되어 이용자들에게 충전기간의 호환성 문제를 해결하였다.

하지만, 이는 여전히 충전기와 기기 간 유선케이블을 통해 충전이 이루어지기 때문에 거리의 제약으로 인해 이용자들에게 상당한 번거로움과 불편함을 주고 있다. 또한, 충전기 하나로 다수개의 단말기를 충전하는 경우, 충전기와 단말기잭의 수동적인 착탈로 인한 번거로움과 연결부의 마모나 훼손으로 인해 단말기에 손상이 가해질 수 있는 문제점이 있었다.

그러나, 상기와 같은 접속 단자 방식은 기기에 따라 단자의 규격과 모양이 다르게 되어, 사용자는 매번 새로운 충전 장치를 구입해야 하는 어려움이 따르게 되며, 이러한 방식은 새로운 기기를 구입하게 되면 종래 충전기는 폐기하게 되는 새로운 문제를 발생시키게 된다.

그리고, 이러한 문제를 해결하기 위하여 비 접촉식 자기 유도 방법, 즉 무선 충전 방식이 고안되었다. 비접촉식 충전 방법은 고주파로 동작하는 1차 회로를 충전 모체에 구성하고 2차 회로를 밧데리측 즉, 휴대형 전자기기 내 또는 축전지 내에 구성함으로써, 충전 모체의 전류 즉, 에너지를 유도 결합에 의하여 휴대형 전자기기의 축전지에 제공하는 방식이다. 유도 결합을 이용한 비접촉식 충전 방식은 이미 일부 응용분야(예: 전동 칫솔, 전기 면도기 등)에 이용되고 있다.

그러나 휴대전화, 휴대형 MP3 플레이어, CD 플레이어, MD 플레이어, 카세트 테이프 플레이어, 노트북 컴퓨터, PDA 등의 휴대형 전자기기에 응용하고자 할 경우에는, 축전지 측에 추가되는 부피와 무게가 작아야 한다는 요구 조건 이외에도, 휴대형 전자기기 또는 축전지가 놓여지는 위치에 따른 충전효율의 편차를 개선하여야 한다.

그리고, 휴대폰이나 스마트폰에 적용할 경우 편차 개선뿐 아니라 무선 충전기도 정해진 방식에 따라 방식에 따라 몇 가지 방법이 출시되고 있는 실정이어서, 무선 충전기도 방식이 다르면 충전되지 못하는 문제점에 제기되고 있다.

또한, 두 개 이상의 코일을 구비하지 않고, 각 코일간의 설계 규격이 정해지지 않았으며, 또한 각각의 코일이 단말기에 위치하는 정확한 구조에 대해서도 서술되어 있지 않고 있는 실정이다.

즉, 선행기술 1(대한민국 등록특허 10-0928439)은 제1상부코어(코일)와 제2상부코어 사이에 위치되도록 구비되며, 컨트롤부는 무접점전력수신장치로부터 전송되는 신호가, 상기 저부코어, 제1상부코어, 제2상부코어중 어느 코어로 수신되는지를 판별하고, 판별결과에 대응하여 해당 코어를 통해 전력신호를 전송제어하는 것을 특징으로 하지만, 충전 조절이 가능한 설계 조건이나 구조를 제시하지 않는다.

또한, 선행기술 2(대한민국 등록특허 10-0928439)는 1차측코어부의 유도패턴코어는 피씨비베이스의 상부로 다수의 코어로 되는 저부코어레이어가 구비되고, 저부코어레이어 상부의 간격패널 상부로 다수의 코어로 되는 상부코어레이어가 구비되며, 상기 저부코어레이어와 상기 상부코어레이어는 서로 교차되어 위치되어 구비되고 복층형으로 구비된 것이 특징이나, 충전 조절이 가능한 조건을 구체적으로 제시하지 않고 있다.

아울러, 선행기술 3(대한민국 등록특허 10-1001262)은 휴대용 단말기가 탈착 가능하게 안착되는 거치대; 및상기 거치대에 상기 휴대용 단말기가 안착되면 외부로부터 공급받은 전원으로부터 발생되는 자기장이 전자기 유도에 의하여 상기 휴대용 단말기측으로 전달되면서 무선 충전이 이루어지도록 상기 거치대에 마련되는 충전 모듈;을 포함하는 충전 가능한 휴대폰용 케이스를 제공하지만, 충전 조절이 가능한 설계 조건을 구체적으로 제시하지 않고 있다.

따라서, 충전 조절 기능을 가지는 최적의 설계 조건을 가지는 무선충전 방식의 개발이 필요한 실정이다.

선행기술 1 : 대한민국 등록특허 10-0928439. 등록일 : 2009년11월18일 선행기술 2 : 대한민국 등록특허 10-0971714. 등록일 : 2010년07월15일 선행기술 3 : 대한민국 공개특허 10-2011-0040622, 공개일 : 2010년4월20일

본 발명의 목적은, 충전시 다수 개의 1차 측 코일에서 손실되는 것을 최소화하도록 코일을 구성하는 것과 대기 상태에서 다수 개의 1차 코일에서 손실되는 것을 감소하는 장치에 관한 것이다.

상기 목적은, .무선으로 전력 전달하여 무선 충전을 시키는 무선 충전기에 있어서, 1차 코일에 대한 것으로 공진되도록 코일과 콘덴서를 병렬 구성하는 것과 대기 상태에서 공진되도록 하므로서 달성된다.

그리고, 상기 무선충전 장치에 있어서 1차의 구성에 있어서, 1차측 코일은 pcb로 제작하여 구성하며 패튼 두께를 74um- 200um으로 구성하게 된다.

또한, 상기 무선충전 장치에 있어서, 1차 각 코일에 인가되는 전압은 30Vrms - 250Vrms로 인가 하게되며, 상기 무선 충전 송신 장치에 있어서 전압을 상승하게 하는 구성요소로써 코일 L1과 C1으로 구성하며 주파수 발진기와 구성된다,

한편, 상기 무선 충전 송신 장치에 있어서, 1차 코일에 인가하는 전압을 주기적으로 인가하다가 중지하여 단속하는 구성과, 이를 수행하도록 마이컴이 전력전달 주파수 발진기에 주파수를 주기적으로 인가하면서 인가하는 동안 전류센싱부에서 휴대기기 충전중을 감지하는 것과 1차측에 전압을 인가하여 충전을 유지하도록 하고, 상기 무선 충전 송신 장치에 있어서, 무선 송신판을 확대하는 구성으로 코일을 그룹으로 하여 전류 센싱하는 것과 코일간의 충전상태를 검출하기 위해 순차적으로 감시한다.

본 발명의 방법에 의하면 무선 전력 전달 송신기에서 1차 측의 다수개 코일 에서 충전시 손실되는 것을 감소시킬 수 있었으며, 이 결과로 열이 발생되는 것도 함께 효과가 있었다. 또한, 대기시에도 대기 소모전력인 1차측 코일과 고주파 발진기(전력전달 주파수 발진기)에서 발생하는 소비전력을 줄일 수 있었다.

도 1 내지 도 8은 소모전류를 감소시킬 수 있는 방법의 실시예를 도시한 도면이다.
도 9 내지 도 13은 멀티 코일로 효율을 높이는 본 발명의 코일을 나타낸 도면이다.
도 14 내지 도 16은 자동차 실장 실시예를 나타낸 도면이다.
도 17과 도 18은 무선 충전기의 송신기 구성도이다.
도 19는 밧테리 충전회로 및 밧테리 전원으로 구동하는 회로로써 바테리를 병력 연결한 구성도이다.
도 20은 밧테리 충전회로 및 바테리 전원으로 구동하는 회로로써 바테리 직력 연결한 구성도이다.
도 21은 무선충전기 송신부의 복수 개의 1차 코일 배열도를 나타낸 것이다.
도 22는 1차측 코일에 흐르는 동위상의 전류 방향도이다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 무선충전기 송 수신부의 설계 구조에 대해 상세히 설명한다.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서,반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

본 발명에서 휴대용 단말기라 함은 휴대폰, 스마트폰 및 태블릿 피씨(Tablet PC) 등을 가르킨다. 즉, 휴대용 통신 기기를 의미한다.

- 실시예 1 -

도 1내지 도 8은 소모전류를 감소시킬 수 있는 방법의 실시예를 도시한 도면이다.

도 1 은 1차 측 단일 코일 구조도에 대한 것으로, 실시예로 7Mhz에서 제작한 1차측 코일의 구성 예다.

가로 세로의 길이를 각각 C와 D 라고 했을 때, 그 비율은 설계 조건에 따라 다르므로 반드시 한정될 필요는 없다. 그러나 1: 10 혹은 10:1 내에서 정해질 수 있다.

선폭은 0.8mm - 1.8mm까지 제작되었고, 선간 간격은 0.3mm, 권선수: 4 turns, 외곽 크기 : C는 30mm , D는 35mm 이다.

또한, 인덕턴스 : 800 - 950 uH, 내부 저항 at 7 Mhz ; 1.27 Ω, 설계는 PCB 기판으로 설계하였고, 패튼 두께는 0.37um로 되어 있다.

이때. 코일의 내부 저항이 1.27옴으로 되어 있어서 전력 손실을 알아보는 것이다. 종래 방식인 경우 1차 측 전압이 10Vrms = 2 x √ 2 x 10 = 28Vp-p 인 경우 1차측 코일 1개에 대한 손실을 계산하면, 전송전력을 4W를 보낼려면, P( 10Vrms) = 4W = IV = I X 10 이고,

즉, I = 0.4A = 400mA를 흘려 주어야 한다

코일 1개 전력 손실은 P(손실 ) = I²R = ( 0.4 )² X 1.27 옴 = 0.20W =200mW/ 1 coil

가 된다.

따라서, 코일 3개 전력 손실은 P(손실 ) = 200mW x 3 = 600mW = 0.6W / 3coil, 코일의 손실을 줄이기 위해 코일 내부 저항을 줄이는 구성을 하였다

그리고, 기존 패튼 두께는 0.37um를 0.74um 변경 후 내부 저항은 0.47 ohm으로 변경되어 충전시 손실을 줄일 수 있었다. 코일 1개 전력 손실은 P(손실 ) = I²R = ( 0.4 )² X 0.47 옴 = 75.2W /1 coil, 이다.

코일 3개 전력 손실은 P(손실 ) = 75.2mW x 3 = 225.6mW / 3coil,

따라서, 정리하면 코일 pcb패튼 두께를 0.37um =>>0.74um 로 변경후 충전시 손실되는 전력이 현격히 낮아짐을 알 수 있다.

도 2는 연속적으로 다수개 코일을 확장해서 임의의 충전판에서 휴대기기를 어느 곳에서라도 놓으면 충전될수 있도록 구성한 실례이다. 복수개의 코일이 중첩된 형태를 나타낸다.

도 3은 이동기기에 내장되는 2차측 코일 외관도이다. 내부 코일과 외부 코일로 구성되면, 내부 코일의 가로 세로 비율을 a와 b라 하고, 외부 코일의 가로 세로 비율을 A와 B라고 할 수 있다. 그리고 각각의 비율은 1: 10 혹은 10:1 이다.

도 4는 무선충전기의 고정부 및 이동 모바일 기기부의 구성도이다.

다수 개의 1차 측 코일(31)을 구성한 실례로, 그 구성은 다음과 같다. 다수의 1차 측 코일은 코일을 그룹하였고 , 주파수 발생기(63)와 발진기(62)등을 구성한다. 또한 2 차 코일(52)은 DC 정류기(10a)와 충전회로(12)등을 지나 밧테리(6)에 가게 된다.

도 5는 트랜스포머 주변 구성을 나타낸다.

전파정류회로(66), 스위칭 회로(65), 구동 드라이버(62a), 트랜스포머(640등으로 구성되고 각각의 부분에서의 전압은 도면과 같다.

또한, 실시예로 각각 4개씩 코일을 구성한 곳에는 각각 무선전력 전달 주파수 발생기를두었다. 한편 구성에 있어서 중요한 요소는 L1을 두어 C1과 함께 1차측 코일에 인가 되는 전압을 상승하는 역활을 한다.

도 6은 1차측 코일에 전압을 상승하는 원리를 설명한다.

즉, 무선충전기 제품 회로 블록다이아에서 1차측 코일에 전압을 상승하는 원리를 설명한다.

우선 1차측에 인가하는 전압을 상승하게 하는 L1과 전력전달 주파수 발진기로 인한 전압 상승은 약 5X Vdc로 된다.

실례로 Vdc가 30Vdc 를 사용하였고, 그결과 1차측 코일에 인가되는 전압은150Vp-p로 전환 상승되도록 할 수 있다.

실례로 L1 값을 조정하여 , 실례로 1차측 인가 전압을 30Vrms ( 84Vp-p)가되도록 하였다.

가능한 1차 측에 인가하는 전압을 높이는 이유는 적은 전류에도 같은 전력이전달될 수 있도록 하는데 있다.

작은 전류로 같은 전력을 전달 할 수 있다면, 작은 전류에 따른 전력손실이 작은 것이 장점이 있다.

즉, P = I² X R 에서 코일의 내부저항 R로 인한 손실을 보면 전류가 적어지면 질 수록 제곱에 비례해서 그 손실이 줄어감을 알 수 있다.

구체적인 예로 종래 방식에서는 10Vrms = 2 x √ 2 x 10 = 28Vp-p 로 인되고 있으나 , 실례로 84Vp-p 로 인가한 후 종래 방식의 전압을 인가할 경우와 그 손실을 알 수 있다.

P( 10Vrms : 28Vp-p ) = 4W = IV = I X 10

I = 0.4A = 400mA를 흘려 주어야 한다

P 손실/1coil = ( 0.4 )² x R = 0.16 X 1.27옴/ 1 coil = 200mW/ 1 coil

P 손실/3coil = 200mW/ 1 coil x 3 = 600mW/ 3 coil

P ( 30Vrms :84Vp-p ) = 4W = IV = I X 30

I = 0.133A가 흘러야 한다.

P 손실/1coil = ( 0.13 )² x R = ( 0.13 )² X 1.27옴/ 1 coil = 21.46mW/1 coil

P 손실/3coil = 21.46mW/ 1 coil x 3 = 64.5 mW/ 3 coil

P ( 50Vrms : 140Vp-p ) , I 가 80mA가 흘러야 한다.

P 손실/1coil = ( 0.08 )² x R = ( 0.08 )² X 1.27옴/ 1 coil = 9.1mW/1 coil

P 손실/3coil = 9.1 mW/ 1 coil x 3 = 27.4 mW/ 3 coil

즉, 1차 측 인가 전압에 따른 코일 손실을 계산해 보면 다음과 같다.

위와 같이 1차측에 인가되는 전압이 높으면 코일에서 손실되는 것을 급격히감소 시켜 줌을 알 수 있다

다음은 대기 상태에서 소모되는 소비전력을 감소하는 방법에 대한 실례를 들면 다음과 같다. 대기 소모전류를 줄이기 위해 본 발명에서는, 우선 1차적으로 1차 코일의 내부 저항을 줄이기 위해 도 1에서 설명한 것과 같이 패튼두께를 74um이상으로 설계하였고, 각 1차측 코일에는 공진을 만들어 소모전력을 없게 만들었다.

공진주파수는 코일과 병렬로 연결되는 콘덴서와 서로 공진을 일으키는데 이론적으로 소비되는 손실전력은 없다. 그러나 손실되는 것은 코일의 내부 저항과 콘서의 내부 저항 성분 때문에 발생된다.

그리고, 병렬 콘덴서의 내부저항이 적은 ESR이 적은 부품을 사용하면 된다. 여기서 대기소모전류를 줄이기 위해 1차측코일과 병렬해서 콘덴서를 연결하고 공진 조건을 만들면 순전한 코일과 콘덴서의 내부저항에 의한 손실외에는 없다.

본 발명의 실시 예는 병렬 공진의 구성을 하여, 그 문제를 해결할 수 있다.

또한, 콘덴서 값은 공진되는 값을 갖도록 설계해야 하는데, f = 1 / ( 2 π √LC ) 이 되도록 콘덴서 값을 정하면 된다.

*한편, 대기 시 코일의 소모 전류를 줄이기 위한 구성으로 LC 공진회로로 구성하였고, 코일의 내부저항을 최소화 하기 위한 선폭 74 이상 ~200 um으로 구성하였고, 1차측코일에 인가되는 전압도 30Vrms(84Vp-p) ~ 50Vrms(140Vp-p)로 하였다.이때, 필요에 따라서는 250Vp-p로도 구성할 수 있다.

또한, 코일의 상시적인 대기시 항상 전압을 인가하면, 내부 저항에 따른 손실이 있고, 무선 전력 전달 주파수 발진기의 전력 손실이 있기 때문에, 주기적으로 무선 발진기를 동작시키고 일정 시간에는 중지시켜서 소모전류를 감소하는 기능을 적용하였다.

도 7은 주기적으로 무선 발진기를 동작/중지시켜 소모전류를 감소하는 실예를 도시한 도면이다.

마이컴(60)은 주파수를 발생시키면서 무선전력 주파수를 발생하고, 1차 측 코일(31)로 전압을 인가한다. 이 과정은 레저넌스 필터(62)와 전류 드라이버 회로(62a)가 역할을 하게 된다.

마이컴은 주파수를 인가하는 동안 코일부에서 전압을 인가한다.

만약 휴대용 이동기기가 충전판인 1차측 코일 위에 올라 가면, 공진하던 것이 임피던스가 틀어져 깨지면서 2차측 코일로 전력이 무선으로 전달된다 . 이때 무선으로 전력이 전달되는 것 때문에 1차측에 많은 전류가 흐르고, 전류센싱부에서 감지하고 마이컴으로 무선 충전되고 있다는 것을 알려준다.

만약 전류 센싱부에서 충전신호가 감지되면, 마이컴은 주파수를 계속 발생시켜서 무선전력 전달 주파수발진기를 계속 동작시켜 충전을 휴대기기로 계속 할 수있도록 유지한다.

그러나 휴대기기가 충전을 멈추는 경우 즉, 휴대기기가 충전판에서 들어 올려 이탈한 경우는 충전이 멈추고, 1차측에 흐르던 전류는 멈추게 된다.

마이컴은 이 전류가 흐르지 않는다면 전류 센싱부에서 감지하고, 다시 대기상태로 돌아가

“100ms : on , 900ms : off” 를 반복한다.

여기서 충전판을 더 크게 확대하는 경우에는1차 측 코일을 다수개를 각 그룹으로 묵어서 더 확장 가능하고 , 각 코일 그룹에 해당하는 코일에 전류 센싱부를 각각 두고, 마이컴은 각 그룹의 코일에 순차적으로 무선전력주파수 전압을 인가하고 전류센싱후 off하면서 순차적으로 휴대기기가 올려져 충전중인를 검출하는 기능을 수행시킨다.

(coil의 확장성)Group하여 coil을 연결할 수 있다.

Group 1-n개, 각 Group 당 coil 수는 1-k개까지 연결된다.

각 Group 당 발진기당 전류 센싱 회로가 연결된다.

대기상태 각 Group 별 on/off time을 순차적으로 수행하여 발진기 주파수 인가 또는 오프(off)한다.

이에 대해 구체적으로 설명하면, 1 차 코일에 높은 전압을 공급하기 위한 방법으로는 코일 L1에서 Q1 FET가 ON/OFF를 하면 공급되는 Vdc 입력전압이 코일 L1에 유기되어 전압 상승이 일어난다.

C1 콘덴서 값에 따라 상승 전압의 최대점이 결정되어 진다.

대체로 전달 주파수가 6.5Mhz 에서는 Q1이 1uH이하 , C1은 100pF 이하에서입력되는 Vdc전압에 3.5-5 배의 전압으로 상승된다.

즉 1차 코일에 걸리는 전압은 3.5 - 5 x Vdc 로 나타난다.

vdc를 30Vdc를 사용한다면, 약 88V p-p로 표시된다.

도 8은 1차 코일의 블록도를 단순히 설명한 것으로 증폭기(63)와 공진 필터(62)를 거쳐 코일(31)에 에너지가 전달된다.

- 실시예 2-

도 9내지 도 13은 멀티 코일로 효율을 높이는 본 발명의 코일을 나타낸 도면이다.

도 9는 종래 기술의 무선충전기 송신부에 대한 구성도이다.

무선충전기 송신부의 구성은 마이컴(60)과 데이터 수신부, 전력 전달 주파수 발진기(62), 정전류 회로(62a), 전류 센싱부(62c), 데이터 수신기(62b)등으로 구성된다. 그리고, 1차측 코일(31)이 더 구성된다.

종래 방식인 WPC 방식은 무선 전력 전달 주파수가 100 - 130Khz로 되어 있다. 종래 방식은 코일 한 개만 고정장치에 있다. 1차측 코일은 wpc 방식에서 사용하는 100khz - 130khz에서 최대 전력이 나도록 회전 권선수가 있다.

도 10은 종래 기술의 무선충전기 수신부 구성도이다.

마이콤(MCU)(10), 전류검출회로(60d), 펄스 발생 스위치(13a), DC 정류기(10a), DC 정전압 충전회로(12)등으로 구성되고, 최종적으로 밧테리(60a)로 에너지가 전달된다. 이때, 마이컴(60)의 기능은 데이터 수신하기도 한다.

휴대기기의 수신기가 있다 없다는 알 수 있고, 즉 휴대장치에 내장된 무선 충전 수신기에서 데이터를 보내면 무선충전기 전력 송신부에 있는 데이터 수신기에서 데이터를 받는다.

휴대기기가 충전하고 있다고 휴대기기가 송신하는 데이터도 수신할 수 있고,휴대기기가 만충전되었다고 보낸 데이터를 수신하는 기능을 하고 충전표시기에 표시하는 기능을 수행한다.

데이터 수신기는 크게 두 가지가 있는데 전류센싱으로 휴대장치가 올려져 있는지, 충전중인 데이터를 전류센싱 회로가 알려 주는 것을 구성하였다. 또 한가지 방법은 전압 변화 변동으로 데이터를 검출하는 방식인데, 이 방식으로 wpc가 구현되어 있다.

휴대 수신기기에서 데이터를 만드는 방법은 2차측 코일에서 스위치를 사용하여 순간적으로 펄스를 주어 스위치를 도통시키면 2차측코일에 많은 전류가 흐르게된다. 이 많은 전류는 1차측 코일로 유기되어 1차측 전압을 흔들게 되고 이 변동되는 전압의 차이를 데이터로 만들어 마이컴으로 전달하는 것이 데이터 수신기의 기능이다.

도 11은 충전 조정 장치 및 경고음 발생 무선 충전기의 무선 충전 송신기 구성도이다.

마이컴(60)은 도면에 표시된 바와 같이 여러 기능이 존재하고, 상기 마이컴의 여러 기능에 따라, 데이터 수신기(60-1)로부터 데이터를 받을 수 있고, 송전상태 표시기(60-2)를 통해 송전 상태를 표시할 수 있으며, 스피커(60-3)을 통해 소리로도 출력할 수가 있다. 또한 전류 센싱부(62c)를 통해. 주파수 발진기(62)의 동작을 제어한다.

*새로운 신규 방식은 전력전달 주파를 높여서 보다 높은 파워를 작은 면적서도 전달할 수 있는 기술로써, 그 실시예를 주파수를 7.2Mhz로 실시하였다.

여기서 종래 방식과 가장 크게 차이가 나는 것은 전력전달 주파를 높여서 보다 높은 파워를 작은 면적에서도 전달할 수 있는 기술로써, 그 실시예를 주파수를 7.2Mhz로 실시하였다.

1차측 코일부가 7.2Mhz에 전력 전달이 될 수 있도록 구성하였고, 마이컴에서높은 주파수를 발생시키는 것과 주파수 발진기에서 놓은 수 Mhz 단위의 주파수로파워를 실어서 1차측 코일로 전달하는 것이 종래 기술과 차이가 있다. 다중화 코일 을 구성하고 자유로운 충전을 하기 위해 넓은 면적을 사용하여 충전한다.

이것을 정리 요약하면 다음과 같은 절차에 의해 동작된다.

1단계 : 휴대장치

1단계로 휴대장치 수신기를 고정장치 송신부 다중코일로 구성된 충전판에 올려 놓는다.

2단계 : 휴대장치 2차측 코일에 전원 공급받는다.

2단계로 휴대장치는 고정장치에서 1차측 코일에 가까워지고, 이때 전력이 1차측에서 유도되어 2차측으로 전력전달되어 휴대장치가 전원이 공급되고 마이컴이 살아난다.

3단계 : 휴대장치

휴대장치 마이컴은 고정장치에서 공급되는 전력을 받아서 살아나고, 충전회로를 가동시켜 배터리로 충전시킨다.

4단계 : 고정장치 전류센싱부

고정장치에서는 전류센싱 회로부에서 휴대장치로 전류가 흘러 갔다는 것을 감지한다. 즉, 휴대장치가 올려져 있다는 것을 고정장치가 알았다는 것이다.

5단계 : 휴대장치 2차측 코일

휴대장치에서 펄스신호를 발생시켜 충전되고 있다고 펄스신호를 2차측에 인가하고 2차측 전압을 흔들어 댄다.

6단계 : 고정장치 1차측 코일

휴대장치의 2차측 펄스 신호의 전압 변동은 1차측으로 유도되어 1차측 전압이 약 1V - 4V 사이로 펄스신호에 따라 흔들린다.

7단계 : 고정장치 데이터 수신부

고정장치 데이터 수신부에서 휴대 장치에서 전송한 데이터를 수신하고

8단계: 고정장치 마이컴

고정장치 마이컴에서 수신된 데이터를 처리한다. 그리고, 휴대장치에 있는 전력수신기가 충전되고 있다는 것을 인지한다.

그런데, 만약 금속성 이물질이 무선 송신부 다중화 코일 위에 올려져 있다고 하면 다음과 절차로 동작된다.

1단계 : 금속성 이물질

1단계로 금속성 이물질을 고정장치 송신부 다중코일로 구성된 충전 판에 올려놓는다.

2단계 : 금속성 이물질 2차측 코일에 전원 공급받는다.

금속성 이물질에는 고정장치에서 1차측 코일에 가까워지고, 이때 전력이 1차측에서 유도되어 금속성 이물질로 전류가 유도되어 전류가 흐른다.

3단계 : 고정장치 전류센싱부

고정장치에서는 전류센싱 회로부에서 휴대장치로 전류가 흘러 갔다는 것을 감지한다. 즉, 휴대장치가 올려져 있다는 것을 고정장치가 알았다는 것이다. 금속성 이물질로 전류가 흘러 갔지만 고정장치에서는 휴대장치 인지를 알 수가 없다.

여기서 시험한 결과 동전 경우는 전류가 30mA, 금속막대기 경우는 90mA, 최대한 금속판을 전체적으로 덮었을 때 약 180mA가 흘러가고 작은 전류가 흐름을 시험적으로 확인하였다.

일반적으로 충전 전류는 700mA가 정상인 경우인데 적은 전류는 금속 막대기성으로 보아 휴대장치 충전이 아니라고 판단할 수 있으나, 본 발명에서는 휴대장치의 수신부에서 데이터를 기준으로 휴대 장치인지 아닌지를 판단하는 것으로 구성하였다.

4 단계 : 금속성 이물질, 펄스신호가 발생하지 않는다.

5 단계 : 고정장치 1차측 코일,

고정장치 다중 코일인 1차 코일에는 전압 변동이 있는 펄스 신호가 없다.

6 단계 : 고정장치 데이터 수신부

고정장치 데이터 수신부에서 데이터 수신이 되지 않는다.

8단계: 고정장치 마이컴

고정장치 마이컴에서 수신된 데이터가 없으므로 이것을 금속성 이물질로 처리한다.

9단계 : 고정장치 마이컴

전류센싱이 되어 충전전류는 발생하나 데이터 수신이 되지 않으면 금속성 이물질로 판단하고, 전류센싱된 코일군 K에 해당하는 주파수 발진기에 전력전달 주파수를 인가하지 않고, 전력을 중단한다.

10 단계 : 고정장치 마이컴과 스피커, 표시기 LED

이물질 충전 경고음 발생, 표시기 LED 경고 LED 깜박인다.

11단계 : 고정장치 다중코일 동작

전류센싱된 부의 코일군에 해당하는 주파수 발진기에 주파수를 인가하지 않고, K로 확장되는 다중 코일부는 계속 주파수 발진기에 주파수를 인가하고 확장된타 지역에는 충전이 가능하도록 하였다. 즉, 금속성 이물질로 충전전류 누설되는 코일군에 해당하는 위치만 누설되지 않도록 1차측 코일에 전압이 인가되지 않도록 전력전달 주파수 발진기에 주파수가 인가되지 않도록 한다.

다른 확장된 코일군에는 1차측 코일에 전력전달이 되도록 구성한다. 그리하여 충전이 되도록 한다.

전류센싱부 구성에 관한 것으로 실장 위치에 대한 것이다. 전류센싱부를 코일단에 직렬로 바로 접속하여 연결한 경우 각 코일에 임피던스 등의 문제를 해결하기 위해서 다음과 같이 위치 구성하였다. 1차측 코일의 전원 단이 아닌 반대쪽 단을 코일군의 반대쪽 단을 한 곳으로 연결하여 묶어주고, 주파수 발진기 회로부 그라운드 단과 마이컴 그라운드 단 그리고 데이터 수신기 그라운드단을 하나로 묶어주고 묶인 그라운드 GND1는 고정장치 전원 입력단 GND2로 연결하는데, 전류센싱부 회로는 GND1과 GND2 사이에 위치하도록 한다.

도 12는 무선충전기 수신부 구성도이다. 도 10과 구성은 비슷하지만, 주파수 범위가 100khz에서 20 Mhz 에 대한 경우이다.

도 13은 무선충전기 송신부의 복수개의 1차 코일 배열도이다.

복수개의 코일(C1, C2, C3, ,,, Cn) 을 한 세트로 해서, 다수의 세트(K1, K2, K3, ,,, Kn)이 존재할 수 있음을 보이는 도면이다.

이때, 상기 코일로 제조된 무선 충전기 제작에 사용된 사양으로, 전송 주파수는 6.78 MHz, 파워(Power)는 19V(300mA)로 할 수가 있다. 물론 주파수와 코일을 감는 권선수를 다양하게 할 수 있다. 예를들어 6.5Mhz를 사용할 수도 있고, 외각에 있는 코일의 크기는 38mm x 42mm로 할 수 있고, 중앙부에 배열된 내부 코일의 크기는 19mm x 24mm로 할 수도 있다.

한편, 권선수는 총 4회전(turns)으로 외곽 사각형 코일부에 2회(turns), 중앙부의 작은 코일부에 2회(turns)를 만들어, 권선수를 2 turns를 하였다. 이 결과 코일의 인덕턴스는 1uH 이하의 값을 가졌다. 이때, 권선수는 그 이상으로 할 수 있음은 당연하다.

따라서, 결과적으로 제 1 코일과 제 2 코일 사이와 제 N-1코일과 제 N코일 사이에 절연층이 구비되지만, 기판이 구비될 수도 있다는 것이다. 한편, 통상 절연층(33)은 Sio2(산화규소)나 수지등이 사용된다. 그러나 본 발명에서 절연층이 의미하는 것은 전기가 통하지 않도록 하는 특징을 가진 코팅층은 모두 해당된다고 할 수 있다. 본 발명은 절연층에 대한 발명이 아니라 종래 절연층을 본 발명에 적용하는 것이기 때문이다.

당연히 N 개의 모든 코일을 피씨비 기판의 한쪽 편(예를 들면 앞면 혹은 뒷면)에 만 형성할 수 있고, 피씨비 기판의 앞면과 뒷면에 나누어 형성할 수도 있다.

그리고, 무엇보다 중요한 부분은 외부 코일과 내부 코일이 각각 한 쌍을 이루며, 같은 쌍을 이루는 외부 코일과 내부 코일은 동일층에 형성되게 된다는 것이다.

당연히, 외부 코일 내에 형성되는 내부 코일이 반드시 한 개 일 필요는 없으며, 2개 혹은 그 이상으로 임의의 N 개가 형성 될 수가 있다, 이 경우에는 외부 코일 하나와 N 개의 내부 코일은 함께 쌍을 이루게 되며, 하나의 쌍을 이루게 된 코일은 동일한 층에 형성된다는 것이다.

- 실시예 3 -

도 14내지 도 16은 자동차 실장 실시예를 나타낸 도면이다.

복수개의 코일을 사용하고 효율을 높이는 구조를 제공하므로서, 자동차 박스등에 휴대용 단말기를 집어 넣는 방법으로도 충분한 충전이 가능한 것이다.

도 14 는 자동차용 12Vdc , 24Vdc공급용 시거 잭 이미지이다.

자동차의 직류 전원을 사용하여 공급하는 잭(90)으로 12Vdc 또는 24Vdc 가 공급된다. 승용차는 12Vdc가 공급되고 , 상용차인 화물차 버스등은 24Vdc가 공급 된다.

도 15 는 자동차용 12Vdc , 24Vdc공급하는 구성도이다.

시거잭이 아닌 자동차 전원 공급장치 박스(95)에서 전원선을 이용하여 단자(96)를 통해 전원을 공급하고, 설치 할 때 사용할 수 있도록 구성하는 예를 표시 하였다.

특징적인 것은 코일 그룹이 K1, K2로 구성되었는데 , 이렇게 두 그룹을 만들어 구성한 목적은 충전용 무선 전력 전달 송신용 박스에서 어느 방향으로 무선 전력 수신기가 내장된 이동 모바일 기기를 놓더라도 무선 전력 수신안테나가 양쪽 어느 방향에서도 무선 충전 할 수 있는 구조로 구성하였다.

만약 휴대기기 수납 박스의 한 면에서만 1차 측 코일이 실장되어 한 면만 충전이 가능하다면, 사용자가 무선전력 수신기 안테나의 실장 반대면 , 즉 LCD 가 있는 면과 송신부 안테나 실장부와 마주보는 위치로 수납되면, 다시 상세히 설명하면 바테리 반대 면과 무선전력 송신 안테나 면과 일치하지 않으면 충전되지 않는 문제가 있다.

이를 해결하기 위해 송신부 1차 측 코일을 수납 박스 양쪽 면에 실장 시켜 놓으면 , 사용자가 이동용 모바일을 놓는 방향에 관계 없이 무선 충전을 할 수 있도록 구비하였다.

자동차에서 공급 전원이 12Vdc , 24Vdc 어느 것이 공급되더라도 항상 일정한 전압이 나오게 할 수 있는 직류 /직류 변환기 ( dc to dc convertor ) 를 사용하였다. 항상 24Vdc가 출력될 수 있도록 할 수 있고 다른 어떤 전압으로 할 수 있도록 되어 있다. 실례로 12Vdc가 출력되도록 할 수 있다.

휴대기기가 무선전력 전달 수납 박스에 넣으면, 충전 전류가 1차 측 코일 송신부에서 2차측 코일인 이동기기에 내장된 수신부로 흐르게 된다 .

이때 K1 그룹에서 충전전류가 흐르게 되면 , K1 그룹 코일로 흐르는 전류를 전류 센싱부 1에서 감지하고 , 마이컴은 K1그룹과 마주하고 있고 K1과 충전하고 있다고 처리한다. 그리고 마이컴은 전류센싱부 2에서 전류가 흐르지 않음을 지하고 , K2 코일군에서 충전되지 않고 있다고 확인하고 K2로 전력전달 주파를 보내지 않는다 . K2에 전력전달 주파수를 공급하는 주파수를 마이컴에서 중단 한다.

도 16 양방향 무선 충전 고정부 가 내장된 무선 충전 송신기 수납 박스 기구 구조도를 나타낸 것이다.

휴대용 기기를 충전하기 위해 넣는 수납형 박스(100) 기구 구조도를 나타낸 것으로, 박스 내에 효율을 높이기 위해 무선 전력 송신 코일(31)을 박스 측면에 복수개 구비할 수 있다.

이때, 휴대용 기기가 실장되는 크기 수준으로 하는 것으로 실시 예로 하였다.

실시 예로 , 휴대폰의 크기를 예를 들면, 내부 실장 수납 크기는

가로 x 세로 x 두께 ( Win x Lin x tin ) 에서

Win : 70mm - 최대 80mm 범위로 설계하였고,

Lin : 휴대폰의 길이의 50% 길이로써 , 1차 측 코일이 내장되는 위치 까지의 거리는, 일반적 휴대폰 길이가 112mm 수준으로 보면, 약 60mm로 길이로 하였다.

t in : 휴대폰 두께 10 mm - 최대 15mm이며, t 는 이격거리 10mm 지 무선 전송이 가능하므로, 최소 두께 10mm 폰이 실장되더라고 10mm 수납 공간이 되도록 설계해야 한다.

예를 들어, t in은 10mm 폰 두께 + 10 mm 최대 전송거리 gap을 유지하도록 하여야 한다. t in 최대 수납 공간은 20 mm 로 설계하여야 한다. 하지만.

20mm 이상 되지 않도록 설계하여야 한다.

Win x Lin x tin = 80mm 최소 x 60mm 최소 x 20mm 최대 가 된다. 외곽 크기는 사출두께 1.5t x 2 side 가 되어 3.0 mm가 되고 , 내부 1차 코일 실장 두께 1.0mm정도를 감안하면 전체적으로 한면에 4.0mm를 추가하고 양쪽에 위치가 되면 8.0mm 가 된다 .

내부 실장 수납 크기에서 약 8.0 mm를 추가하면 외곽 크기로 설계하였다.

Wout x Lout x t out = 88 이상 x 68 이상 x 28mm ( 최대 두께 ) 이하로 설계하여야 한다.

그러나 수납시 여유 공간을 두어 자유롭게 수납되도록 하기 위해 W는 유도가 충분히 두도록 할 수 있으며 차량 내 수납되는 공간에 맞게 100mm 이상 가능하고, L은 70mm 정도로 하여 휴대용 기기내 실장된 2차측 코일이 실장되는 위치가 수납 박스내 1차측코일과 일치 되도록 설계하였다.

K1, K2 1차측 코일을 양면에 배치하게 함으로써 , 사용자가 휴대용 기기를 어느 방향으로 수납하더라고 충전할 수 있는 구조를 구비하였다.

- 실시예 4 -

도 17과 도 18은 무선 충전기의 송신기 구성도이다.

도 17에서 보면, 마이컴(60)은 도면에 표시된 바와 같이 여러 기능이 존재하고, 상기 마이컴의 여러 기능에 따라, 데이터 수신기(60-1)로부터 데이터를 받을 수 있고, 송전상태 표시기(60-2)를 통해 송전 상태를 표시할 수 있으며, 스피커(60-3)을 통해 소리로도 출력할 수가 있다. 또한 전류 센싱부(62c)를 통해. 주파수 발진기(62)의 동작을 제어한다.

도 18의 블럭도는 연결부(D1)(D2)를 통해 도 17의 블록도와 연결된다. 별도의 추가 마이컴(60‘)이 더 구비되고, 상기 마이컴에 의해 충전회로(71), 정전압회로(75), 주파수 발진회로(73), 전류 검출회로(74)가 제어된다.

특징적인 것은 코일 그룹이 K1, K2으로 송신부 1차측 코일을 확장할 수 있도록 구성되었다.

K2는 무선 송신 판의 크기를 넓게 구성하기 위해서 확장이 필요한 경우 할 수 있도록 회로를 구비하였다.

상기 도면의 무선 충전기에 있어서 무선 전력 송신부의 구성에 있어서,

전원 TA 전원을 사용하여 바테리에 충전하는 회로와 충전된 바테리로 부터 무선 전력 전송을 위해 구성되는 회로에 대한 것이다.

실례로 Vdc in은 5v - 19v가 입력되는 실시 예로 구성하였다.

도면의 송신기 구조도에서 바테리에 충전되는 회로 설명은 다음과 같다.

바테리로 충전하는 절차는 다음과 같다.

절차 1 : TA 전원으로 부터 공급되는 전원 Vdc in 이 5v - 19v가 입력된다.

절차 2 : 마이컴 1은 TA 전원 검출부에서 Vdc in 전원을 보고 전원이 입력되었는지 검출하고 전원이 있으면, 마이컴 1은 DC 정전압 정전류 충전 회로를 동작시켜 바테리로 충전을 시킨다.

절차 3 : 바테리 구성 방법은 두 가지로 구성되며, 병렬 방식과 직렬 방식이 있다 도 5, 도 6에서 구성되어 있다.

절차 4.: 바테리로 충전되는 과정은 다음과 같다.

마이컴1은 바테리 전압을 검출하여 만충전 상태 전압인 4.2V가 되는지 확인해 보고, 4.2V가 되면 만충전으로 인식하고 충전을 중단한다.

DC TO DC CONVERTOR 회로에서 전원을 공급하지 않도록 한다. 바테리에 충전된 전력이 무선으로 전송하는 회로 설명은 다음과 같다. 절차1 : TA 전원으로 부터 공급되는 전원 Vdc in이 5v - 19v가 입력이 되고 있는지, 입력전원이 없는지 먼저 검출한다.

만약 전원 Vdc in이 5v - 19v로 입력되고 있다면, DC 정전압 정전류 회로를 통하여 충전전류를 바테리로 충전하게 된다.

만약 전원 Vdc in이 5v - 19v로 입력이 않 된다면 즉 마이컴 1은 DC 정전압 회로인 DC TO DC CONVEROTR 회로를 통하여 정전압을 인가한다.

설계 실시 예로 Vdc out 이 5 V- 19 V로 설계하였으며, 정전압이 나오도록 DC TO DC COVERTOR를 마이컴1이 정전압을 나오도록 한다.

피이드백 전압을 검출하는데, Vdc out 이 5 V- 19 V로 나오도록 하여 마이컴 1 이 검출하고 계속 전압이 정전압이 유지되도록 한다. L2 , C2는 전압 상승하도록 하는 역활을 하며, 설명은 도7의 무선 전력 전달 주파수 발진기 회로 동작도에서 설명된다.

무선 충전기의 송신기와 휴대장치에 실장된 무선충전기 수신부와 의 동작은 다음과 같은 절차에 의해 동작된다.

1단계 : 휴대장치

1단계로 휴대장치 수신기가 고정장치 송신부 다중코일로 구성된 충전판에 올려 놓는다.

2단계: 휴대장치 2차측 코일에 전원 공급 받는다.

2단계로 휴대장치는 고정장치에서 1차측 코일에 가까워 지고 , 이때 전력이 1차측에서 유도되어 2차측으로 전력전달되어 휴대장치가 전원이 공급되고 마이컴이 살아난다.

3단계 : 휴대장치

휴대장치 마이컴은 고정장치에서 공급되는 전력을 받아서 살아나고 , 충전회로를 가동시켜 바테리로 충전시킨다.

4단계 : 고정장치 전류센싱부

고정장치에서는 전류센싱 회로부에서 휴대장치로 전류가 흘러 갔다는 것을 감지한다.

즉 , 휴대장치가 올려져 있다는 것을 고정장치가 알았다는 것이다.

5단계 : 휴대장치 2차측 코일

휴대장치에서 펄스신호를 발생시켜 충전되고 있다고 펄스신호를 2차측에 인가하고 2차측 전압을 흔들어 댄다.

6단계 : 고정장치 1차 측 코일

휴대장치 의 2차측 펄스 신호의 전압 변동은 1차측으로 유도되어 1차측 전압이 약 1V- 4V 사이로 펄스신호에 따라 흔들린다.

7단계 : 고정장치 데이타 수신부

고정장치 데이타 수신부에서 휴대 장치에서 전송한 데이타를 수신하고

8단계: 고정장치 마이컴

고정장치 마이컴에서 수신된 데이타를 처리한다 그리고 휴대장치에 있는 전력수신기가 충전되고 있다는 것을 인지한다.

도 19는 밧테리 충전회로 및 밧테리 전원으로 구동하는 회로로써 바테리를 병력 연결한 구성도이다.

*도 20은 밧테리 충전회로 및 바테리 전원으로 구동하는 회로로써 바테리 직력 연결한 구성도이다.

본 발명의 시험적 결과는 표 3과 같다.

전압과 전류는 휴대기기의 바테리에 충전되는 전압과 전류를 측정한 것이다.

본 실험결과를 보면 1차측에 인가되는 접압이 높을 수록 무선전력이 높음을 알 수가 있다.

따라서 전달되는 거기도 보다 많이 될 수 있다. 한편, 바테리 전압을 상승하게 하는 회로는 L2, C2의 시정수 값으로 결정되어진다. 바테리 전압을 상승 시키는 회로 동작은 3.5 - 5 x Vdc out으로 결정되어진다.

일반적으로 바테리를 병렬로 연결하면 바테리 전압이 약 3.6v - 4.0 v로 나타나며 약 5배로 전압이 상승되면, 18V - 20.0V로 무선 주파수 발진기 전원으로 공급을 한다. 즉 이전압이 무선 송신부 1차측 코일로 인가되어 진다.

도 21은 무선충전기 송신부의 복수개의 1차 코일 배열도를 나타낸 것이다.

1차 코일의 다중 중첩 설계의 목적은 보다 먼 거리 무선 전력 전달할 수 있도록 하는 것은 물론 넓은 면적에 균일한 자지장 분포를 시켜서 임의의 어느 위치의 충전판 위에서도 무선충전을 할 수 있도록 하는데 있다.

1차 측 코일의 복수개로 배치한 구조도로써 보다 원거리 전송을 목적으로 다중으로 겹쳐서 구성한 결과 10mm 이상 간격에서도 충분한 충전 전력이 전송됨을 알 수 있다.

1차측 코일을 다중으로 중첩으로 겹치게 하는 목적은 겹치는 부분이 코일 상호가 발생하는 자속이 합치가 되어 자속의 세기를 크게 하는데 목적이 있으며, 그 결과 자속의 세기가 커게 되어 보다 먼 거리까지 무선으로 전력을 전송할 수 있다.

또한, 다수개의 코일을 중첩하여 코일간 발생하는 자속을 상호 감쇄하지 않고 상승하게 합치한 결과 보다 먼 거리의 무선 전력 전송은 물론 넓은 면적의 전력 전송 장치를 구성하여 무선 충전판 위에 어느 위치에서도 자유롭게 충전할 수 있다.

이러한 동작을 할 수 있는 원리는 1차 측 코일 구조도 및 자속 분포에 대한 것으로, 복수개의 1차 코일을 서로 중첩하여 배치 설계하고 동일한 위상으로 코일구조를 구성한 결과 인접한 코일간의 자속이 서로 같은 방향으로 감쇄 가 없고 오히려 자속의 세기가 배가되었다.

그 결과 자속의 세기는 인접한 코일의 자속과 합쳐져서 두배가 되는 자속 분포를 가지게 되었고, 보다 먼 거리까지 전력 전송이 가능하였다.

시험결과로는 표 4와 같다.

종래 방식에서 1mm 간격만 떨어지면 무선전력이 전송되지 않아 무선 충전할 수 없는 것이, 본 발명을 실시한 결과 10mm 까지 휴대용 기기에서 일반적으로 사용하는 3.5W를 거리에 따른 감쇄를 적게하면서 무선 전력 송신할 수 있었다.

실시구성 방법에 있어서는 ,1차 코일은 pcb 또는 FPCB를 사용하여 구성할 수 있고, 본 실시 예에서는pc 시트에 에나멜로 코팅한 동선으로 코일을 제작하여 실장하였다.

도 22는 1차 측 코일에 흐르는 동위상의 전류 방향도이다.

1차 측 코일에 흐르는 동위상의 전류 방향 도에 관한 것으로, 1차 측 코일의 위상 구조를 동일 위상을 사용하는 것으로 하여, 각 코일에 흐르는 전류가 동일한 방향으로 흐르도록 구성하여, 코일간 자속이 상호 간섭에 의해 상쇄되지 않도록 하였고 서로 합치되어 배가되는 자속을 생성시키도록 구성하였다.

52 ; 수신부(2차) 코일 31 : 송신부(1차) 코일
10a : DC 정류기 12 : DC 정전압 정전류 충전회로
62 ; 주파수 발생기 발진기 63 ; 주파수 발생기
64 : 트랜스포모 65 ; 스위칭 회로
66 : 전파 정류회로 62a : 구동회로 드라이버

Claims (1)

1. 무선으로 전력 전달하여 무선 충전을 시키는 무선 충전기에 있어서,
   1차 코일에 대한 것으로 공진되도록 코일과 콘덴서를 병렬 구성하는 것과 대기 상태에서 공진되도록 하는 충전 조절이 가능하며,
   1차의 구성에 있어서, 1차측 코일은 pcb로 제작하여 구성하며 패턴 두께를 74um~ 200um으로 구성하고, 1차 각 코일에 인가되는 전압은 30Vrms ~ 250Vrms로 인가하며,
   전압을 상승하게 하는 구성요소로서 코일 L1과 C1으로 구성하며 주파수 발진기를 포함하며,
   1차 코일에 인가하는 전압을 주기적으로 인가하다가 중지하여 단속하는 구성과, 이를 수행하도록 마이컴이 전력전달 주파수 발진기에 주파수를 주기적으로 인가하면서 인가하는 동안 전류센싱부에서 휴대기기 충전중을 감지하는것과 1차측에 전압을 인가하여 충전을 유지하도록 하는 충전 조절이 가능한 무선 충전기.

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