KR101932225B1 - Wireless-chargable battery contained band and system for wirelessly charging battery of band - Google Patents
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Abstract
무선충전형 배터리 내장 밴드와 이에 내장된 배터리를 무선충전하기 위한 시스템이 개시된다. 가요성 밴드의 내부 소정 영역을 커버하도록 자계차폐층이 내장되고, 그 위에 도선 루프 형태의 수전 인덕터가 배치된다. 외부 시변자계에 의해 수전 인덕터에 유도되는 교류 전류를 직류 전류로 정류하는 정류부와, 그 직류 전류를 충전하는 배터리부도 밴드에 내장된다. 자계차폐층, 수전 인덕터, 배터리부는 가요성 밴드의 휨에 의해 손상되지 않도록 가요성 밴드에 상응하는 가요성을 가진다. 배터리 내장 밴드를 무선충전하기 위한 무선충전 플랫폼은, 그 배터리 내장 밴드를 거치하기 위한 거치대와, 직류 전원부, 직류전원부의 직류 전류를 교류 전류로 변환하는 인버터, 교류 전류가 흐를 때 시변 자계를 생성하는 송전 인덕터를 포함한다. 수전 인덕터가 송전 인덕터와 마주보도록 배터리 내장 밴드가 거치대에 거치된 상태에서 자계 유도 방식으로 송전 인덕터에서 수전 인덕터로 전력을 무선 전송하여 배터리부를 무선충전할 수 있다. Disclosed is a system for wirelessly charging a wireless built-in battery built-in band and a battery built therein. A magnetic field shielding layer is embedded to cover a predetermined internal area of the flexible band, and a lead-loop type faucet inductor is disposed thereon. A rectifying section for rectifying an alternating current induced in the power receiving inductor by an external time varying magnetic field to a direct current, and a battery section for charging the direct current. The magnetic field shielding layer, the power receiving inductor, and the battery portion have flexibility corresponding to the flexible band so as not to be damaged by the flexure of the flexible band. A wireless charging platform for wirelessly charging a battery built-in band includes a holder for holding the battery-incorporated band, an inverter for converting a direct current of the direct current power source into an alternating current, a time varying magnetic field generator Transmission inductor. In the state where the faucet inductor is facing the transmission inductor, the battery can be wirelessly charged by transmitting the electric power from the transmission inductor to the faucet inductor in a magnetic induction manner while the built-in band of the battery is stationary.
Description
본 발명은 무선충전 기술에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 웨어러블 기기(wearable device)의 보조 전원으로 사용될 수 있는 무선충전 가능 배터리 내장 밴드와 이를 무선충전할 수 있는 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wireless charging technique, and more particularly, to a wireless charging rechargeable battery built-in band that can be used as an auxiliary power source for a wearable device and a system capable of wirelessly charging the same.
그간 폭발적인 증가세를 보이던 스마트폰 시장이 이제 성숙기에 접어들면서, 향후 스마트폰을 보완 또는 대체할 수 있을 것으로 예상되는 차세대 모바일 기술로 웨어러블 기기(wearable device)가 꼽히고 있다. 웨어러블 기기는 신체에 부착하여 컴퓨팅 행위를 할 수 있는 기기들을 의미한다. 최근 웨어러블 기기의 성능 향상과 기능의 다양화는 빠르게 진전되고 있다. 이에 따라 디바이스가 작동하는 동안의 전력 소모량도 늘어나고 있다. 이에 대응하여 웨어러블 기기용 배터리의 지속시간을 더욱 효율적으로 최적화하기 위한 기술의 중요성이 증가하고 있다.The smartphone market, which has seen explosive growth, is now mature, and wearable devices are considered to be the next generation of mobile technology that is expected to complement or replace smartphones in the future. A wearable device refers to a device capable of attaching to a body and performing a computing action. Recently, performance improvement and diversification of wearable devices are rapidly progressing. As a result, the power consumption during the operation of the device is also increasing. In response, the importance of techniques for more efficiently optimizing the duration of batteries for wearable appliances is increasing.
웨어러블 기기는 기본적으로 인체에 착용하는 것이기 때문에, 사이즈가 작고 가벼운 것이 사용자들을 만족시키는 데 유리하다. 기기의 형태와 모양에도 여러 가지 제약이 따른다. 이 점들은 웨어러블 기기 본체에 내장되는 배터리의 크기와 용량은 한정될 수밖에 없다. 웨어러블 기기 본체에 내장되는 배터리의 용량의 부족분을 보충해줄 보조 배터리의 필요성이 있다. Since the wearable device is basically worn on the human body, a small size and light weight are advantageous for satisfying users. There are various restrictions on the shape and shape of the device. These points are limited in size and capacity of the battery built in the body of the wearable apparatus. There is a need for an auxiliary battery to compensate for a shortage of the capacity of the battery built in the body of the wearable device.
예컨대 손목에 착용하는 스마트 워치, 손목이나 팔, 다리 또는 목 등에 착용하는 헬스 케어용 디바이스 등(이하, 이들을 통칭하여 '웨어러블 기기'라 함)도 마찬가지이다. 이들 웨어러블 기기들도 특정 신체 부위에 착용하여 휴대하기 간편하도록 하기 위해서 크기와 무게가 최소화 되는 것이 바람직하다. 이런 요구를 만족시키기 위해서는 이들 기기의 본체에 내장되는 배터리 용량만으로는 충분한 사용 시간을 보장하는 데 한계가 있다. 충분한 배터리 용량을 확보하는 디자인이 요구된다.For example, a smart watch to be worn on the wrist, a healthcare device to be worn on the wrist, arm, leg or neck (hereinafter collectively referred to as a wearable device). It is desirable that these wearable devices are minimized in size and weight in order to be worn on a specific body part and carried easily. In order to satisfy such a demand, there is a limitation in ensuring a sufficient use time only by the capacity of the battery built in the main body of these devices. A design that ensures a sufficient battery capacity is required.
종래의 웨어러블 기기의 배터리 충전방식의 한 가지로서, 단자를 통해 전원과 배터리를 유선으로 연결하는 유선 충전방식이 있다. 이 방식은 사용이 불편하고, 잦은 충전으로 인해 컨넥터의 손상 등의 문제가 생길 수 있다. 이의 대안으로서,웨어러블 기기 본체의 뒷면에 코일을 장착하여 충전기에 올려놓고 충전하는 무선 충전 방식이 있다. 이러한 무선 충전 방식은 배터리의 크기에 한계가 있고, 본체의 표면적에 따라 효율 측면에서 한계가 있을 수 있으며, 전자기파 방해(EMI)나 노이즈에 의해 시계 내부의 회로에 영향을 줄 수 있다. As a conventional battery charging method of a wearable device, there is a wire charging method in which a power source and a battery are connected to each other through a terminal. This method is inconvenient to use and may cause problems such as connector damage due to frequent charging. As an alternative to this, there is a wireless charging method in which a coil is mounted on the back surface of the wearable device body and the charging device is charged with the coil. Such a wireless charging method has a limitation on the size of the battery, the efficiency may be limited depending on the surface area of the main body, and electromagnetic interference (EMI) or noise may affect the circuit inside the clock.
본 발명은 웨어러블 기기의 본체와 결합하여 손목, 팔, 다리, 목 등의 신체 부위에 착용하는 밴드에 무선충전 가능한 가요성 보조 배터리를 내장하여 그 보조 배터리를 간편하고 고효율로 무선충전할 수 있는 무선충전형 배터리 내장 밴드를 제공하기 위한 것이다.The present invention relates to a wearable device which is combined with a body of a wearable device and incorporates a flexible auxiliary battery which can be charged wirelessly into a band to be worn on a body part such as a wrist, an arm, a leg or a neck, And to provide a rechargeable battery built-in band.
본 발명은 또한 그러한 무선충전형 배터리 내장 밴드를 충전하기 위한 무선충전 플랫폼과 이 둘을 시스템화 한 무선충전형 배터리 내장 밴드의 무선충전 시스템을 제공하기 위한 것이다. The present invention is also intended to provide a wireless charging platform for charging such a wireless charging type battery built-in band and a wireless charging system of the wireless charging type battery built-in band systemized by both.
본 발명의 실시예에 따르면, 휴대형 전자기기의 본체에 탈착가능하게 결합될 수 있고, 신체의 일부에 착용할 수 있는 가요성 밴드(flexible band)와, 상기 가요성 밴드의 내부에 소정 영역을 커버하는 형태로 내장된 자계차폐층과, 도선 루프(wire loop) 형태로 상기 자계차폐층 위에 평면적으로 배치되며, 외부의 시변 자계가 내부를 통과하는 것에 의해 교류 전류가 유도되는 수전 인덕터와, 상기 수전 인덕터에 연결되며, 상기 수전 인덕터에 유도되는 교류 전류를 직류 전류로 정류하는 정류부와, 상기 정류부에서 출력되는 직류 전류를 충전하는 배터리부를 구비하여, 상기 시변 자계를 통해 무선으로 전달되는 전력을 충전할 수 있는 무선충전형 배터리 내장 밴드가 제공된다. 상기 자계차폐층, 상기 수전 인덕터, 그리고 상기 배터리부는 상기 가요성 밴드의 휨에 의해 손상되지 않도록 상기 가요성 밴드에 상응하는 가요성을 가진다. According to an embodiment of the present invention, there is provided a portable electronic device including: a flexible band detachably attachable to a body of a portable electronic device, the flexible band being attachable to a part of a body; A power receiving inductor in which an alternating current is induced by an external time-varying magnetic field passing through the dielectric layer, a power receiving inductor disposed in a plane on the magnetic shielding layer in the form of a wire loop, A rectifier connected to the inductor for rectifying an alternating current induced in the inductor to a direct current and a battery for charging the direct current outputted from the rectifying part to charge the electric power wirelessly transmitted through the time- And a built-in wireless rechargeable battery. The magnetic field shielding layer, the power receiving inductor, and the battery portion have flexibility corresponding to the flexible band so as not to be damaged by the flexure of the flexible band.
상기 무선충전형 배터리 내장 밴드의 일 실시예에 따르면, 상기 자계차폐층은 상기 소정 영역을 커버하는 페라이트층 또는 도전성 물질층을 포함할 수 있다. According to an embodiment of the wirelessly-charged type battery built-in band, the magnetic-field shielding layer may include a ferrite layer or a conductive material layer covering the predetermined area.
상기 무선충전형 배터리 내장 밴드의 일 실시예에 따르면, 상기 자계차폐층은 상기 소정 영역을 커버하는 도전성 물질층과, 상기 도전성 물질층 위에 적층되어 상기 수전 인덕터의 아래에 배치되는 페라이트층을 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the magnetic field shielding layer includes a conductive material layer covering the predetermined region, and a ferrite layer stacked on the conductive material layer and disposed under the receiving inductor .
상기 무선충전형 배터리 내장 밴드의 일 실시예에 따르면, 상기 수전 인덕터와 상기 배터리부는 상기 자계차폐층을 사이에 두고 서로 반대쪽에 배치되어 수직 적층된 구조를 이룰 수 있다. According to an embodiment of the wirelessly-charged type battery built-in band, the power receiving inductor and the battery unit may be disposed on opposite sides of the magnetic shield layer to form a vertically stacked structure.
상기 무선충전형 배터리 내장 밴드의 일 실시예에 따르면, 상기 수전 인덕터는 상기 배터리부 및 상기 정류부의 옆에 배치되어 서로 중첩되지 않는 배치관계를 가질 수 있다. According to an embodiment of the wirelessly-charged type battery built-in band, the power receiving inductor is disposed next to the battery unit and the rectifying unit and may have a non-overlapping arrangement relationship.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 무선충전형 배터리 내장 밴드와, 무선충전 플랫폼을 구비하는 무선충전형 배터리 내장 밴드의 무선충전 시스템이 제공된다. 상기 무선충전형 배터리 내장 밴드는, 휴대형 전자기기의 본체에 탈착가능하게 결합될 수 있고, 신체의 일부에 착용할 수 있는 가요성 밴드와, 상기 가요성 밴드의 내부에 소정 영역을 커버하는 형태로 내장된 자계차폐층과, 도선 루프 형태로 상기 자계차폐층 위에 평면적으로 배치되며, 외부의 시변 자계가 내부를 통과하는 것에 의해 교류 전류가 유도되는 수전 인덕터와, 상기 수전 인덕터에 연결되며, 상기 수전 인덕터에 유도되는 교류 전류를 직류 전류로 정류하는 정류부와, 상기 정류부에서 출력되는 직류 전류를 충전하기 위한 배터리부를 구비한다. 상기 무선충전 플랫폼은, 충전을 위해 상기 무선충전형 배터리 내장 밴드를 거치하기 위한 거치대와, 직류 전력을 제공하는 직류 전원부와, 상기 직류 전원부로부터 인가되는 직류 전류를 교류 전류로 변환하는 인버터와, 상기 거치대 속에 내장되며, 상기 인버터에서 출력되는 교류 전류가 흐를 때 시변 자계를 생성하는 송전 인덕터를 구비한다. 무선충전형 배터리 내장 밴드의 무선충전 시스템은 상기 수전 인덕터가 상기 송전 인덕터와 마주보도록 상기 무선충전형 배터리 내장 밴드가 상기 거치대에 거치된 상태에서 상기 송전 인덕터가 생성하는 상기 시변 자계가 상기 수전 인덕터를 통과함으로써 상기 수전 인덕터에 무선으로 전력을 전송하여 상기 배터리부를 무선충전한다. According to another embodiment of the present invention, there is provided a wireless charging system of a wireless charging type battery built-in band and a wireless charging type battery built-in band having a wireless charging platform. The wirelessly-charged type battery-incorporated band may include a flexible band that can be detachably coupled to a main body of the portable electronic device and can be worn on a part of the body, and a flexible band including a predetermined area inside the flexible band A power receiving inductor having a built-in magnetic field shielding layer, a power receiving inductor disposed in a planar fashion on the magnetic shielding layer in a conductor loop shape and inducing an alternating current by an external time-varying magnetic field passing therethrough, A rectifying unit for rectifying an alternating current induced in the inductor to a direct current, and a battery unit for charging the direct current outputted from the rectifying unit. Wherein the wireless charging platform includes a holder for holding the wirelessly-charged battery built-in band for charging, a DC power supply for providing DC power, an inverter for converting a DC current applied from the DC power supply to an AC current, And a transmission inductor which is built in the mount and generates a time-varying magnetic field when an alternating current outputted from the inverter flows. Wherein the time-varying magnetic field generated by the transmission inductor in a state where the wirelessly-charged battery built-in band is mounted on the mount so that the power reception inductor faces the power transmission inductor, Thereby wirelessly charging the battery unit by transmitting power wirelessly to the power receiving inductor.
상기 무선충전형 배터리 내장 밴드의 무선충전 시스템의 일 실시예에 따르면, 상기 거치대는 복수 개의 상기 무선충전형 배터리 내장 밴드를 함께 올려놓고 동시에 무선충전할 수 있는 거치면을 제공하고, 상기 송전 인덕터는 상기 거치면 전체를 통해 밖으로 나가는 자속을 생성하는 하나의 도선 루프를 포함하여, 상기 무선충전형 배터리 내장 밴드가 상기 거치면 내에 올려져 있기만 하면 위치에 상관없이 무선충전이 이루어질 수 있다.According to an embodiment of the wireless charging system of the wireless charging type internal band, the charging base provides a mounting surface capable of simultaneously charging a plurality of the wireless charging type internal bands and wirelessly charging the wireless charging type internal charging bands, The wireless charging can be performed regardless of the position, as long as the wirelessly-charged battery built-in band is placed in the stationary surface, including a single wire loop that generates a magnetic flux that goes out through the whole.
상기 무선충전형 배터리 내장 밴드의 무선충전 시스템의 일 실시예에 따르면, 상기 거치대는 복수 개의 상기 무선충전형 배터리 내장 밴드를 함께 올려놓고 동시에 무선충전할 수 있는 거치면을 제공하고, 상기 송전 인덕터는 상기 거치면의 아래쪽에 서로 이격된 복수 개의 도선 루프를 포함하며, 상기 복수 개의 도선 루프 마다 그 위에 상기 무선충전형 배터리 내장 밴드를 하나씩 올려놓고 동시에 무선충전할 수 있다.According to an embodiment of the wireless charging system of the wireless charging type internal band, the charging base provides a mounting surface capable of simultaneously charging a plurality of the wireless charging type internal bands and wirelessly charging the wireless charging type internal charging bands, And a plurality of wire loops spaced apart from each other on a lower surface of the stationary surface, and the wireless rechargeable battery internal bands may be placed on the plurality of wire loops.
상기 무선충전형 배터리 내장 밴드의 무선충전 시스템의 일 실시예에 따르면, 상기 거치대는 상기 무선충전형 배터리 내장 밴드가 자신을 휘감은 상태를 유지하도록 잡아주는 밴드 홀더와, 상기 무선충전형 배터리 내장 밴드와 상기 본체가 결합된 상태에서 상기 본체가 일부 삽입되는 형태로 수용함으로써 상기 수전 인덕터가 상기 송전 인덕터와 마주보면서 자동으로 정렬될 수 있게 해주는 본체 홀더를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the cradle includes a band holder for holding the wirelessly-charged battery built-in band to maintain its wrapped state, And a main body holder for accommodating the main body in a state in which the main body is partially inserted so that the main body can be automatically aligned while facing the power transmission inductor.
상기 무선충전형 배터리 내장 밴드의 무선충전 시스템의 일 실시예에 따르면, 상기 밴드 홀더 내부에 상기 송전 인덕터를 뒤쪽에서 커버하는 형태로 배치되는 자계차폐층을 더 포함할 수 있다. According to an embodiment of the wireless charging system of the wireless rechargeable battery internal band, the magnetic field shielding layer may be disposed in the band holder so as to cover the transmission inductor from the rear.
상기 무선충전형 배터리 내장 밴드의 무선충전 시스템의 일 실시예에 따르면, 상기 자계차폐층, 상기 수전 인덕터, 그리고 상기 배터리부는 상기 가요성 밴드의 휨에 의해 손상되지 않도록 상기 밴드의 가요성에 상응하는 가요성을 가질 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the magnetic field shielding layer, the dielectric layer, and the battery unit may be formed of a flexible material, such as a flexible material, corresponding to flexibility of the band so as not to be damaged by bending of the flexible band. You can have sex.
상기 무선충전형 배터리 내장 밴드의 무선충전 시스템의 일 실시예에 따르면, 상기 자계차폐층은 상기 소정 영역을 커버하는 (i) 페라이트층, (iii) 도전성 물질층, 그리고 (iii) 상기 수전 인덕터의 아래에 순차 적층된 페라이트층과 도전성 물질층의 이중층 중 어느 한 가지를 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the magnetic shielding layer includes (i) a ferrite layer covering the predetermined region, (iii) a conductive material layer, and (iii) A ferrite layer sequentially stacked below and a double layer of a conductive material layer.
상기 무선충전형 배터리 내장 밴드의 무선충전 시스템의 일 실시예에 따르면, 상기 휴대형 전자기기는 무선 통신과 컴퓨팅 기능을 갖는 스마트 워치(smart watch)일 수 있다. According to an embodiment of the wireless charging system of the wireless rechargeable battery internal band, the portable electronic device may be a smart watch having wireless communication and computing functions.
또한, 상기 무선충전형 배터리 내장 밴드의 무선충전 시스템의 일 실시예에 따르면, 상기 무선충전 플랫폼은 상기 송전 인덕터에 연결되어 송전측 공진회로를 구성하는 제1 저항 및 제2 캐패시터를 더 포함하고, 상기 무선충전형 배터리 내장 밴드는 상기 수전 인덕터에 연결되어 수전측 공진회로를 구성하는 제2 저항 및 제2 캐패시터를 더 포함하여, 임피던스 최소화를 통해 공진 방식으로 최대의 전력 전송을 할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the wireless charging platform may further include a first resistor and a second capacitor connected to the transmission inductor to configure a transmission-side resonant circuit, The wireless rechargeable battery built-in band further includes a second resistor and a second capacitor connected to the receiving inductor to form an emitter-side resonant circuit, thereby maximizing power transmission through a resonance method by minimizing impedance.
본 발명에 따르면, 스마트 워치와 같은 웨어러블 전자기기용 밴드에 무선 전력 전송 시스템을 적용하여, 사용자가 여러 개의 밴드를 구매하여 배터리가 소모된 밴드는 그 전자기기에서 분리하여 무선충전 플랫폼에서 무선충전할 수 있다. 그 충전 도중에 미리 충전된 밴드를 그 웨어러블 전자기기에 연결함으로써 그 웨어러블 전자기기를 연속해서 사용할 수 있게 된다. 그러므로 사용자가 웨어러블 전자기기를 풀어서 따로 충전시키는 시간이 줄어들게 되고 착용할 수 있는 시간이 증가되게 된다. According to the present invention, a wireless power transmission system is applied to a wearable electronic band such as a smart watch, so that a user purchases a plurality of bands and the battery-exhausted band is separated from the electronic device and wirelessly charged in the wireless charging platform have. The wearable electronic device can be used continuously by connecting the pre-charged band to the wearable electronic device during the charging. Therefore, the time required for the user to unpack the wearable electronic device and charge the wearable electronic device is reduced, and the wearable time is increased.
또한 손목 등과 같은 신체에 착용할 수 있는 밴드에 무선충전 기능을 탑재 합으로써 유선방식으로 충전할 때 연결되어야 하는 커넥터 단자의 손상 등에 따른 충전 불능의 문제를 해소할 수 있다.In addition, a wireless charging function is mounted on a band that can be worn on the body, such as a wrist, so that it is possible to solve the problem of incapability of charging due to damage of a connector terminal to be connected when wired.
전력의 무선 송수신을 담당하는 인덕터를 자계차폐층으로 커버함으로써 누설 자속을 최소화 하여 전력 전송의 효율을 높일 수 있다. It is possible to minimize leakage magnetic flux and improve the efficiency of power transmission by covering the inductor for wireless transmission / reception of power with the magnetic shielding layer.
또한, 자기차폐층, 수전 인덕터, 배터리부는 가요성 밴드가 휠 때 손상 없이 함께 휘어질 수 있는 가요성을 가지기 때문에, 웨어러블 전자기기에 적합한 특성을 갖는다.In addition, the magnetic shielding layer, the power receiving inductor, and the battery section have flexibility that the flexible band can flex together without being damaged when the wheel is wound, and therefore, it has characteristics suitable for a wearable electronic device.
또한, 무선 공진 방식을 이용한 충전이 가능하여, 전력 전송 효율을 높게 가져갈 수 있다. In addition, it is possible to charge using a radio resonance method, thereby achieving a high power transmission efficiency.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선충전형 배터리 내장 밴드의 단면도이고,
도 2는 도 1의 배터리 내장 밴드에서 내부 구성을 나타내기 위해 밴드의 상부를 제거한 상태의 평면도이며,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선충전형 배터리 내장 밴드의 단면도이고,
도 4는 도 3의 배터리 내장 밴드에서 내부 구성을 나타내기 위해 밴드의 상부를 제거한 상태의 평면도이며,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 복수 개의 배터리 내장 밴드를 동시에 충전하기 위한 다중 무선충전 플랫폼을 예시하며,
도 6은 도 5에서 다중 무선충전 플랫폼에서 단일 송전 인덕터와 복수 개의 수전 인덕터들 간의 배치 관계를 예시하며,
도 7은 도 6의 배치 관계일 때 단일 송전 인덕터에서 발생되는 자속이 복수 개의 수전 인덕터와 쇄교하는 상태를 나타내며,
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하나의 배터리 내장 밴드를 충전하기 위한 단일 무선충전 플랫폼을 예시하며,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 내장 밴드 무선충전 시스템의 전기 회로도이고,
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 무선충전형 배터리 내장 밴드를 사용한 스마트 워치를 무선충전을 위해 무선충전 플랫폼에 거치한 상태를 도시하고,
도 11은 도 10의 스마트 워치용 무선충전 플랫폼의 구조를 나타낸다. FIG. 1 is a cross-sectional view of a wireless-rechargeable battery built-in band according to an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a plan view of the internal band of the battery shown in FIG. 1, with the upper part of the band removed,
3 is a cross-sectional view of a wirelessly-charged battery built-in band according to another embodiment of the present invention,
FIG. 4 is a plan view of the internal band of the battery shown in FIG. 3,
FIG. 5 illustrates a multiple wireless charging platform for simultaneously charging a plurality of battery built-in bands according to an embodiment of the present invention,
Figure 6 illustrates the placement relationship between a single transmission inductor and a plurality of faucet inductors in a multiple wireless charging platform in Figure 5,
FIG. 7 shows a state in which a magnetic flux generated in a single transmission inductor is interlinked with a plurality of receiving inductors in the arrangement relationship of FIG. 6,
Figure 8 illustrates a single wireless charging platform for charging one internal battery band in accordance with another embodiment of the present invention,
9 is an electric circuit diagram of a battery built-in band wireless charging system according to an embodiment of the present invention,
FIG. 10 shows a state in which a smart watch using a wireless-rechargeable battery built-in band according to an embodiment of the present invention is mounted on a wireless charging platform for wireless charging,
11 shows the structure of the wireless charging platform for smart watch of FIG.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.For the embodiments of the invention disclosed herein, specific structural and functional descriptions are set forth for the purpose of describing an embodiment of the invention only, and it is to be understood that the embodiments of the invention may be practiced in various forms, The present invention should not be construed as limited to the embodiments described in Figs.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It is to be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms may be used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprise", "having", and the like are intended to specify the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, , Steps, operations, components, parts, or combinations thereof, as a matter of principle.
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 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be construed as meaning consistent with meaning in the context of the relevant art and are not to be construed as ideal or overly formal in meaning unless expressly defined in the present application .
이하에서는 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1과 2에는 본 발명의 제1 실시예에 따른 무선충전형 배터리 내장 밴드(10)의 구성이 도시되어 있다. 1 and 2 show the construction of a wirelessly-charged type
배터리 내장 밴드(10)는 손목, 팔, 또는 다리나 목 등 특정 신체 부위에 착용할 수 있는 가요성 밴드(12)를 포함한다. 가요성 밴드(12)는 가죽, 합성수지, 고무, 섬유재 등과 같이 비전도성 재료로 만들 수 있다. The battery built-in
가요성 밴드(12)의 내부에는 배터리(14), 수전 인덕터(16), 그리고 정류부(20)가 내장된다. 또한, 가요성 밴드(12)의 내부에는 소정 영역을 커버하는 형태로 내장되는 자계차폐층(18)이 더 배치될 수 있다. A
자계차폐층(18)은 예컨대 고투자율의 페라이트 물질 또는 전도성 물질로 상기 소정 영역을 커버하는 형태로 형성될 수 있다. 그 페라이트 물질과 전도성 물질은 예컨대 쉬트 형태로 만들어 설치될 수 있다. 자계차폐층(18)은 또한 페라이트층과 도전물질층을 상하로 적층한 형태로 구성될 수도 있다. The
자계차폐층(18) 위에는 수전 인덕터(16)가 배치된다. 수전 인덕터(16)는 도 2에 예시된 것처럼 도선이 가요성 밴드(12) 내부의 소정 영역 내 자계차폐층(18) 위에 도선 루프(wire loop) 형태로 즉, 나선형을 이루면서 평면적으로 적층된다. On the magnetic
또한, 가요성 밴드(12) 내부에는 수전 인덕터(16)와 자계차폐층(18)의 일측 옆에 정류부(20)와 배터리(14)가 배치된다. 정류부(20)는 수전 인덕터(16)의 양단에 연결되어 교류 전력을 직류로 변환하는 정류기 회로와, 이 정류기 회로의 출력단에 연결되어 정류된 직류 전압의 레벨을 배터리(14)의 충전에 적합한 전압 레벨로 조정하는 레귤레이터 회로를 포함한다. 정류기와 레귤레이터 회로는 일체로 패키징 될 수 있다. 정류부(20)와 배터리(14)는 상하로 배치되거나 또는 도시된 것처럼 서로의 옆에 나란히 배치될 수 있다. A rectifying
배터리(14), 수전 인덕터(16), 그리고 자계차폐층(18)은 유연한 가요성 밴드(12) 안에 내장되는 것이어서, 이들도 유연한 것이 좋다. 이들이 가요성 밴드(12)의 휘어짐에 따라 같이 유연하게 휘어지지 못하면, 사용상의 불편함이 생길 수 있고, 파손 내지 절단의 위험도 높아진다. 그러므로 배터리(14)는 가요성 배터리를 사용하여 구성하고, 수전 인덕터(16)도 가요성 도선을 사용하여 구성하는 것이 바람직하다. 또한, 자계차폐층(18)을 구성하는 페라이트 층 및/또는 도전물질 층도 가요성(flexibility)을 갖도록 구성하는 것이 바람직하다. 물론, 정류부(20)도 유연성을 갖도록 구성하면 좋다.The
가요성 밴드(12)에는 이것이 사용되는 본체와 결합하기 위한 결합부(비도시), 본체 좌우에 체결된 가요성 밴드(12)간에 간격 조절을 가능하게 결합할 수 있는 체결부(비도시) 등이 더 마련될 수 있을 것이다. 또한, 배터리(14)에는 그것이 본체에 연결되어 그 본체에 내장된 배터리를 충전할 수 있는 콘넥터(비도시)가 더 마련될 수 있다.The
도 3과 도 4에는 본 발명의 제2 실시예에 따른 무선충전형 배터리 내장 밴드(30)의 구성이 도시되어 있다. 3 and 4 show the configuration of the wirelessly-charged type battery built-in
이 배터리 내장 밴드(30)는 가요성 밴드(32), 배터리(34), 수전 인덕터(36), 자계차폐층(38), 정류부(40)를 구비하는바, 제1 실시예와 비교할 때 구비하는 구성요소들의 종류 및 각 구성요소들의 역할과 기능은 제1 실시예와 실질적으로 동일하다. 하지만, 그들의 배치에 있어서는 차이가 있고(특히, 제2 실시예의 수전 인덕터(36)는 제1 실시예의 수전 인덕터(16)에 비해 차지하는 면적이 상대적으로 좁음), 그 차이로 인해 제1 실시예는 고주파 충전용이고 송전 소스로부터 멀리 이격하여 충전할 수 있는데 비해, 제2 실시예는 저주파 충전용이고 송전 소스로부터 가까이서 충전하기에 적합하다.The battery built-in
구성요소들의 배치에 있어서 차이점을 간략히 설명하면, 제2 실시예에 따른 배터리 내장 밴드(30)의 경우, 수전 인덕터(36)와 배터리(34)가 상하관계로 적층된다. 그리고 이들 사이에는 자계차폐층(38)이 개재된다. 정류부(40)는 배터리(34)와 수전 인덕터(36)의 옆에 배치된다. 이들 구성요소들이 전부 밴드(32) 내부에 내장되고, 구성요소들 각각의 기능과 상호간의 연결관계는 제1 실시예와 실질적으로 동일하다. 제1 실시예의 수전 인덕터(16)는 상당히 넓은 면적을 차지하는데 비해, 제2 실시예의 수전 인덕터(36)는 좁은 면적을 차지한다. In the case of the battery built-in
도 5에는 본 발명의 실시예에 따른 다중 무선충전 플랫폼(70)이 예시되어 있다. 이 다중 무선충전 플랫폼(70)은 복수 개의 배터리 내장 밴드(10 또는 30)를 함께 올려놓을 수 있는 거치대(72)와, 이 거치대(72)를 받쳐주면서 무선 전력 전송을 위한 수단들을 내장하는 베이스(73)를 포함할 수 있다. 거치대(72)는 곡면형으로 도시되어 있으나, 그 형태가 곡면형으로 반드시 한정될 필요는 없고 배터리 내장 밴드(10 또는 30)들을 안정적으로 거치할 수 있는 형태라면 어떤 형태라도 무방하다.FIG. 5 illustrates a multiple
거치대(72)의 내부에는 무선 전력 전송을 위한 송전 인덕터가 내장된다. 그 송전 인덕터는 한 개 또는 여러 개 일 수 있다. 여러 개의 송전 인덕터가 배치되는 경우, 그 복수 개의 송전 인덕터 위에 복수 개의 수전 인덕터(10 또는 30)들을 일 대 일로 대응되게 올려놓고 충전할 수 있을 것이다. Transmission inductors for wireless power transmission are built in the
도 6은 거치대(72) 내부에 하나의 송전 인덕터(74)를 배치한 경우에 그 단일 송전 인덕터(74)와 복수 개의 수전 인덕터(10)들 간의 배치 관계를 예시한다. 도 7은 도 6의 배치관계일 때 단일 송전 인덕터(74)에서 발생하는 자속이 복수 개의 수전 인덕터(10a, 10b, 10c) 각각과 쇄교하는 상태를 나타낸다. 배터리 내장 밴드(10a, 10b, 10c)들을 거치대(72) 위에 올려놓으면, 도 6 및 7에 도시된 것과 같이 수전 인덕터(10a, 10b, 10c) 각각이 거치대(72) 밑에 내장되는 단일 송전 인덕터(74)에서 발생되는 자속과 최대한 많이 쇄교하도록 송전 인덕터(74)가 배치된다.6 illustrates the arrangement relationship between the
무선충전 플랫폼은 도 8에 예시된 것처럼 한 개의 배터리 내장 밴드(30)만을 올려놓고 무선충전할 수 있는 단일형 무선충전 플랫폼(80)으로 구성될 수도 있다. 이 단일형 무선충전 플랫폼(80)은 배터리 내장 밴드(30) 한 개를 올려놓을 수 있는 거치대(82)와, 이 거치대(82)를 받쳐주면서 무선 전력 전송을 위한 수단들을 내장하는 베이스(83)를 포함할 수 있다. 거치대(82) 아래쪽에는 송전 인덕터(84)가 내장된다. 송전 인덕터(84)의 모양과 크기는 수전 인덕터(36)의 그것과 실질적으로 동일하게 구성할 수 있다. The wireless charging platform may be configured as a single
도 9는 본 발명에 따른 무선충전 시스템(50)의 구성을 도시한다. 이 무선충전 시스템(50)은 다중 무선충전 플랫폼(70)과 적어도 하나의 배터리 내장 밴드(10)를 포함한다. 다중 무선충전 플랫폼(70) 대신 단일형 무선충전 플랫품(80)을 포함할 수도 있다.9 shows a configuration of a
다중 무선충전 플랫폼(70)은 직류 전류를 제공하는 직류 입력부(52)와, 이로부터 출력되는 직류 전류를 교류 전류로 변환하는 인버터(54)와, 이 인버터(54)의 출력단에서 출력되는 교류 전류 Is를 흘려 전력을 무선으로 전송하는 무선 송전부(56)를 포함한다. The multiple
무선 송전부(56)는 송전 인덕터(74) Ls를 포함한다. 무선 송전부(56)는 송전 인덕터(74) Ls에 연결되어 송전측 공진회로를 구성하는 저항 Rs 및 캐패시터 Cs를 더 포함할 수 있다. The
배터리 내장 밴드(10)는 무선 송전부(56)에서 무선 송전하는 전력을 수전하는 무선 수전부(62)와, 이 무선 수전부(62)의 출력단에서 출력되는 교류 전류를 직류로 정류하는 정류부(20)와, 정류부(20)의 출력단에서 출력되는 직류 전류를 충전하는 배터리(14)를 포함한다. The battery built-in
무선 수전부(62)는 수전 인덕터(16) Lr를 포함한다. 또한, 무선 수전부(62)는 수전 인덕터(16) Lr에 연결되어 수전측 공진회로를 구성하는 캐패시터 Cr를 더 포함할 수 있다. The
정류부(20)는 무선 수전부(62)의 양단에 연결되어 교류 전류를 직류로 정류하는 정류기 회로(64)와, 정류기 회로(64)의 출력단에 연결되어 정류기 회로(64)에서 정류된 직류 전압의 레벨을 배터리(14)의 충전에 적합한 전압 레벨로 조정하는 레귤레이터(66)를 포함할 수 있다. The rectifying
도 9는 다중 무선충전 플랫폼(70)과 제1 실시예에 따른 무선충전형 배터리 내장 밴드(10)를 도시하였지만, 이는 예시적인 것에 불과하다. 단일 무선충전 플랫폼(80)과 제2 실시예에 따른 무선충전형 배터리 내장 밴드(30)의 조합도 도 9의 회로로 표현될 수 있다.9 shows the multiple
도 9의 무선충전 시스템의 회로는 다음과 같이 동작한다. 무선충전을 위해, 인버터(54)가 직류 입력부(52)에서 출력되는 직류 전류를 교류로 변환하여 무선 송전부(56)에 제공한다. 이에 의해 송전 인덕터(74)에는 교류 전류가 흐르고 그 주변에는 시변 자계가 생성된다. 이 시변 자계는 무선충전 플랫폼(70)의 거치대(72)에 거치된 무선충전형 배터리 내장 밴드(10)의 수전 인덕터(16)와 쇄교한다. 이에 의해, 수전 인덕터(16)에는 기전력이 유도되어 교류 전류가 흐르게 된다. 이렇게 자계 유도 방식으로 무선 송전부(56)에서 무선 수전부(62)로 전력이 무선 전달될 수 있다. The circuit of the wireless charging system of Fig. 9 operates as follows. For wireless charging, the
이 때, 자계차폐층(18)의 페라이트 물질은 송전 인덕터(74)에서 방사되는 자속이 수전 인덕터(16)로 최대한 많이 유입되도록 자속을 집속하되, 그 수전 인덕터(16)에서 방사되는 자속이 외부로 방사되는 것은 최소화시켜주는 역할을 한다. 송전 인덕터(74)에서 방사되는 자기장이 수전 인덕터(16)에 최대한 집중되게 함으로써 누설 자속을 최소화하고 수전 인덕터(16)의 인덕턴스를 증가시켜, 송전 인덕터(74)에서 수전 인덕터(16)로의 무선 전력 전달 효율을 높여주는 역할을 한다. 자계차폐층(18)의 도전물질 층도 송전 인덕터의 자기장이 수전 인덕터(16) 밖으로 빠져나가는 것을 억제하여 전력 전달 효율의 저하를 방지하는 역할을 할 수 있다.At this time, the ferrite material of the magnetic
무선 수전부(62)에 유도되어 흐르는 교류전류는 정류부(20)의 정류기 회로(64)에 입력되어 직류로 정류된 다음 레귤레이터 회로(66)에 제공되고, 레귤레이터 회로(66)는 입력되는 직류를 배터리 (14) 충전에 적합한 레벨의 전압으로 조정하여 배터리(14)로 제공한다. 이에 의해 배터리(14)가 충전된다. 이렇게 무선충전 플랫폼(70)은 가요성 밴드(12)내의 배터리(14)들을 자계 유도 방식으로 무선충전할 수 있다.The alternating current that is induced in the
제1 실시예에 따른 무선충전형 배터리 내장 밴드(10)는 수전 인덕터(16)가 차지하는 영역이 상대적으로 넓다. 이 무선충전형 배터리 내장 밴드(10)의 경우, Q-factor를 보완하기 위해 높은 공진 주파수가 사용될 수 있다. 수전 인덕터(16)가 송전 인덕터(74)로부터 더 멀리 배치될 수 있다. 또한, 다중 무선충전 플랫폼(70)은 공진을 이용하여 여러 개의 무선충전형 배터리 내장 밴드(10)들을 동시에 충전할 수 있다. In the wirelessly-charged battery built-in
제2 실시예에 따른 무선충전형 배터리 내장 밴드(30)는 수전 인덕터(36)가 차지하는 면적이 상대적으로 좁은 편이다. 이 무선충전형 배터리 내장 밴드(30)는 낮은 공진 주파수를 사용할 수 있다. 수전 인덕터(36)를 송전 인덕터(74) 가까이에 위치시켜 고효율로 무선충전할 수 있다. The area occupied by the
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 무선충전형 배터리 내장 밴드(10 또는 30)를 사용한 스마트 워치(100)를 무선충전을 위해 무선충전 플랫폼(200)에 거치한 상태를 도시한다. 도 11은 스마트 워치(100)용 무선충전 플랫폼(200)의 구성을 나타낸다. 10 shows a state in which the
스마트 워치(100)는 스마트 워치 본체(110)와 이 본체(110)의 양 옆에 연결된 시계줄 즉, 무선충전형 배터리 내장 밴드(10 또는 30)를 포함한다. 본체(110) 내에는 메인 배터리(비도시)가 내장된다. 무선충전형 배터리 내장 밴드(10 또는 30)에 내장된 배터리(14, 34)는 그 메인 배터리를 충전하는 보조 배터리로 사용될 수 있다.The
무선충전 플랫폼(200)은 상부에 무선충전형 배터리 내장 밴드(10 또는 30)를 무선충전을 하기에 적합한 상태로 거치하기 위한 거치대가 마련된다. 이 거치대는 무선충전형 배터리 내장 밴드(10 또는 30)가 자신을 휘감은 상태를 유지하도록 잡아주는 스마트 워치 밴드 홀더(220)와, 무선충전형 배터리 내장 밴드(10 또는 30)와 스마트 워치 본체(110)가 서로 결합된 상태에서 그 본체(110)가 일부 삽입되는 형태로 수용함으로써 수전 인덕터(16 또는 36)가 송전 인덕터(74 또는 84)와 마주보면서 자동으로 정렬될 수 있게 해주는 스마트 워치 본체 홀더(210)를 포함한다. The
스마트 워치 본체 홀더(210)는 스마트 워치용 밴드 홀더(220)를 밑에서 받쳐주는 베이스(212)를 포함한다. 스마트 워치 본체(110)의 일부를 수용할 수 있도록 베이스(212)의 상면 일측에 본체 삽입홈(214)이 마련된다. 베이스(212)의 내부에는 무선충전 수단들 즉, 직류 입력부(52), 인버터(54), 무선 송전부(56) 등이 내장되고, 베이스(212)의 일측에는 외부에서 베이스(212) 내부로 통하는 슬롯(216)이 마련된다. The smart
스마트 워치 밴드 홀더(220)는 스마트 워치(100)로 감을 수 있게 베이스(212)의 상면에서 위쪽으로 돌출된 돌출부(222)를 포함한다. 베이스(212) 상면과 돌출부(222)가 만나는 경계선 주위를 일주하면서 밴드 삽입홈(224)이 마련된다. The smart
돌출부(222)의 내부에는 측벽을 따라 통로(228)가 마련되고, 그 통로(228)에는 송전 인덕터(74 또는 84)가 돌출부(222) 측벽과 나란하게 배치된다. 그 통로(228)에는 송전 인덕터(74 또는 84)를 뒤쪽에서 커버하는 형태로 즉, 돌출부(222)의 중심부에 더 가까운 쪽에 송전 인덕터(74 또는 84)와 나란하게 자계차폐층(226)이 배치될 수도 있다. A
스마트 원치 본체(110)가 본체 삽입홈(214) 안에 삽입되고 밴드(10 또는 30)가 밴드 삽입홈(224)에 삽입된 상태에서 스마트 워치(100)의 밴드(10 또는 30)가 돌출부(222) 측벽을 휘감았을 때, 밴드(10 또는 30)의 수전 인덕터(16 또는 36)는 송전 인덕터(74 또는 84)와 가까이서 대면하면서 자동으로 정렬될 수 있다. 이 상태에서는 송전 인덕터(74 또는 84)에서 생성된 자속의 누설을 최소화할 수 있어 무선 전력전송의 효율이 높다. The
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims. You will understand.
본 발명은 무선 전력 전송에 이용될 수 있다. 또한, 스마트워치 등과 같은 웨어러블 기기용 보조전원의 구현에 이용될 수 있다. The present invention can be used for wireless power transmission. It can also be used in the implementation of an auxiliary power source for a wearable device such as a smart watch.
10, 30: 무선충전형 배터리 내장 밴드 12, 32: 신체착용형 밴드
14, 34: 배터리 16, 36: 수전 인덕터(도선 루프)
18, 38: 자계차폐층 20, 40: 정류부
52: 직류 입력부 54: 인버터
56: 무선 송전부 62: 무선 수전부
64: 정류기 66: 레귤레이터
70: 다중 무선충전 플랫폼 72, 82: 거치대
74: 송전 인덕터 80: 단일형 무선충전 플랫폼
100: 스마트 워치 110: 스마트 워치 본체
200: 무선충전 플랫폼 210: 스마트 워치 본체 홀더
212: 베이스 214: 본체 삽입홈
220: 스마트 워치 밴드 홀더 222: 돌출부
224: 밴드 삽입홈 226: 자계차폐층
228: 통로10, 30: Wireless rechargeable battery built-in
14, 34:
18, 38: magnetic
52: DC input unit 54: Inverter
56: wireless transmission unit 62: wireless reception unit
64: rectifier 66: regulator
70: Multiple
74: Transmission inductor 80: Single type wireless charging platform
100: Smart Watch 110: Smart Watch Body
200: Wireless charging platform 210: Smart watch body holder
212: base 214: body insertion groove
220: Smart watch band holder 222: Projection
224: band insertion groove 226: magnetic field shielding layer
228: passage
Claims (14)
상기 무선충전형 배터리 내장 밴드는,
휴대형 전자기기의 본체에 탈착가능하게 결합될 수 있고, 신체의 일부에 착용할 수 있는 가요성 밴드;
상기 가요성 밴드의 내부에 소정 영역을 커버하는 형태로 내장된 자계차폐층;
도선 루프 형태로 상기 자계차폐층 위에 평면적으로 배치되며, 외부의 시변 자계가 내부를 통과하는 것에 의해 교류 전류가 유도되는 수전 인덕터;
상기 수전 인덕터에 연결되며, 상기 수전 인덕터에 유도되는 교류 전류를 직류 전류로 정류하는 정류부; 및
상기 정류부에서 출력되는 직류 전류를 충전하기 위한 배터리부를 구비하며,
상기 무선충전 플랫폼은,
충전을 위해 상기 무선충전형 배터리 내장 밴드를 거치하기 위한 거치대;
직류 전력을 제공하는 직류 전원부;
상기 직류 전원부로부터 인가되는 직류 전류를 교류 전류로 변환하는 인버터; 및
상기 거치대 속에 내장되며, 상기 인버터에서 출력되는 교류 전류가 흐를 때 시변 자계를 생성하는 송전 인덕터를 구비하며,
상기 수전 인덕터가 상기 송전 인덕터와 마주보도록 상기 무선충전형 배터리 내장 밴드가 상기 거치대에 거치된 상태에서 상기 송전 인덕터가 생성하는 상기 시변 자계가 상기 수전 인덕터를 통과함으로써 상기 수전 인덕터에 무선으로 전력을 전송하여 상기 배터리부를 무선충전하고,
상기 거치대는 상기 무선충전형 배터리 내장 밴드가 자신을 휘감은 상태를 유지하도록 잡아주는 밴드 홀더와, 상기 무선충전형 배터리 내장 밴드와 상기 본체가 결합된 상태에서 상기 본체가 일부 삽입되는 형태로 수용함으로써 상기 수전 인덕터가 상기 송전 인덕터와 마주보면서 자동으로 정렬될 수 있게 해주는 본체 홀더를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선충전형 배터리 내장 밴드의 무선충전 시스템.A wireless rechargeable battery built-in band, and a wireless recharging platform,
Wherein the wireless rechargeable battery built-
A flexible band detachably attachable to a body of the portable electronic device, the flexible band being worn on a part of the body;
A magnetic field shielding layer embedded in the flexible band to cover a predetermined area;
A dielectric layer formed on the magnetic shield layer in a wire loop shape, the dielectric layer having an outer surface and an inner surface;
A rectifying part connected to the receiving inductor and rectifying an AC current induced in the receiving inductor to a DC current; And
And a battery unit for charging a direct current output from the rectifying unit,
The wireless charging platform includes:
A holder for mounting the wirelessly-charged battery built-in band for charging;
A DC power supply unit for providing DC power;
An inverter for converting a direct current applied from the direct current power supply unit into an alternating current; And
And a transmission inductor built in the mount and generating a time-varying magnetic field when an alternating current outputted from the inverter flows,
Wherein the time-varying magnetic field generated by the transmission inductor is transmitted through the power reception inductor to the power reception inductor in a state where the power reception inductor is opposed to the power transmission inductor, Thereby charging the battery unit wirelessly,
Wherein the holder comprises a band holder for holding the wireless rechargeable battery built-in band to hold the recharged battery built-in band in a state where the body is partially inserted in the state where the wireless rechargeable battery built- And a body holder for allowing the faucet inductor to be automatically aligned while facing the transmission inductor.
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