KR20140065090A

KR20140065090A - 무선충전 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20140065090A
Application number: KR1020120132167A
Authority: KR
Inventors: 임성근; 김태선; 김태현; 강동국
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2012-11-21
Filing date: 2012-11-21
Publication date: 2014-05-29
Also published as: KR101919162B1

Abstract

본 발명 단말기의 무선충전을 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 무선 충전 장치는 전원 인가 시 자기장을 발생하는 코일을 저면에 포함하는 단말기를 거치하기 위한 충전 패드; 상기 충전 패드의 일측면에 수직방향으로 적어도 하나의 팬을 포함하는 팬 수용부; 상기 팬 수용부에 적어도 수용되는 적어도 하나의 팬;을 포함한다.

Description

무선충전 장치 및 방법{Apparatus and method for wireless charging mobile terminal}

본 발명 단말기의 무선충전을 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

단말기는 이동 가능 여부에 따라 이동 단말기(mobile/portable terminal) 및 고정 단말기(stationary terminal)으로 나뉠 수 있다. 다시 이동 단말기는 사용자의 직접 휴대 가능 여부에 따라 휴대(형) 단말기(handheld terminal) 및 거치형 단말기(vehicle mount terminal)로 나뉠 수 있다.

이와 같은 단말기(terminal)는 기능이 다양화됨에 따라 예를 들어, 사진이나 동영상의 촬영, 음악이나 동영상 파일의 재생, 게임, 방송의 수신 등의 복합적인 기능들을 갖춘 멀티미디어 기기(Multimedia player) 형태로 구현되고 있다.

이러한 단말기의 기능 지지 및 증대를 위해, 단말기의 구조적인 부분 및/또는 소프트웨어적인 부분을 개량하는 것이 고려될 수 있다.

단말기의 배터리는 충전을 필요로 한다. 배터리의 충전 방법은 유선충전과 무선 충전으로 구분될 수 있다. 유선 충전 방법이 보편화되어 있지만 최근 전자기 유도 현상을 이용한 무선 충전 방식이 사용되고 있다. 이러한 무선 충전 장치는 내부에 코일을 포함하는 충전 패드에 전원을 인가하고, 상기 코일에서 발생하는 자기장으로 인하여 단말기 또는 배터리에 포함된 코일에 발생되는 유도 전류를 이용하여 배터리를 충전하는 방식이다. 즉, 무선 충전 장치는 자기장을 발생하는 충전 패드 위에 단말기를 위치시킴으로써 손쉽게 배터리의 충전이 가능하다.

하지만 이러한 무선 충전 장치는 충전 패드 위에 단말기를 위치시킨 상태인 충전 모드 상태에서 특정 어플리케이션을 구동하거나 지속적인 사용자 입력이 발생하면, 단말기의 특정 영역이 발열될 수 있다. 단말기에 발열이 지속되는 경우 하드웨어에 치명적인 영향을 끼칠 수 있다.

따라서 본 발명은 무선 충전 중 단말기에서 발생하는 발열 증상을 저감시킬 수 있는 무선 충전 장치 및 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 무선 충전 장치에서 단말기의 충전을 용이하게 실행할 수 있도록 하는 무선 충전 장치 및 방법을 제공한다,

본 발명의 실시 예에 따른 무선 충전 장치는 전원 인가 시 자기장을 발생하는 코일을 저면에 포함하는 단말기를 거치하기 위한 충전 패드; 상기 충전 패드의 일측면에 수직방향으로 적어도 하나의 팬을 포함하는 팬 수용부; 상기 팬 수용부에 적어도 수용되는 적어도 하나의 팬;을 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따른 무선 충전 장치 및 방법은 단말기에서 발생하는 발열 증상을 저감시킬 수 있는 효과를 가지고 있다.

또한 본 발명의 실시 예에 따른 무선 충전 장치 및 방법은 사용자가 단말기를 무선 충전 중에도 다양한 기능을 용이하게 사용할 수 있는 효과를 가지고 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예가 적용되는 무선 충전 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예가 적용되는 무선 충전 장치에 단말기가 거치된 상태의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 충전 장치의 내부 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말기의 무선 충전 시 무선 충전 장치의 동작 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 단말기의 무선 충전 시 무선 충전 장치의 동작 흐름도이다.

이하, 본 발명과 관련된 이동 단말기에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

본 명세서에서 설명되는 이동 단말기에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션 등이 포함될 수 있다. 그러나, 본 명세서에 기재된 실시 예에 따른 구성은 이동 단말기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예가 적용되는 무선 충전 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예가 적용되는 무선 충전 장치에 단말기가 거치된 상태의 측면도이다.

도 1 내지 도 2를 참조하면 본 발명의 실시 예가 적용되는 무선 충전 장치(100)는 충전 패드(110)와 적어도 하나의 팬(140a, 140b)을 수용하는 팬 수용부(130)를 포함한다.

충전패드(110)는 단말기(10)의 배터리를 무선으로 충전하기 위한 것으로, 상기 충전 장치(100)에 전원이 인가되면 상기 충전패드(110)의 저면에 포함되는 코일로부터 발생된 자기장을 이용하여 단말기의 배터리를 충전할 수 있다.

또한, 충전패드(110) 표면에는 적어도 하나의 돌기(120)를 수평 또는 수직 방향으로 나열되게 포함할 수 있다. 상기 돌기(120)의 재질은 일 예로 고무(Rubber)등으로 구성될 수 있다. 상기 돌기(120)에 의하여 충전 패드(110) 상에 거치되는 단말기(10)의 미끄러짐을 방지하고, 충전패드(110) 표면과 단말기(10)를 소정 간격 이격되도록 할 수 있다. 따라서, 팬(140a, 140b)의 송풍을 위한 유로(210, 220)를 단말기(10)의 배면과 상면으로 형성하도록 할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서는 상기 팬(140a, 140b)에서 송풍을 위해 단말기(10)의 상면과 하면으로 제1유로(210)와 제2유로(220)가 형성되는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 팬(140a, 140b)의 개수 또는 송풍 방향에 따라 단말기의 측면에도 유로가 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에서는 상기 충전패드(110)에 형성되는 돌기(120)를 3x3의 형태로 배열하였으며, 상기 돌기(120)의 높이는 3mm로 예를 들어 설명하였다. 단말기(10)의 충전 속도 및 냉각의 효율을 증대시키기 위하여 상기 돌기(120)의 높이는 유동적일 수 있다.

팬 수용부(130)는 충전패드(110)의 일측면에 수직방향으로 형성될 수 있다. 상기 팬 수용부(130)는 적어도 하나의 팬(140a, 140b)을 수용할 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 상기 팬 수용부(130)에서 수용하는 팬의 개수를 두 개로 한정하여 설명하고 있으나, 그 구성은 유동적일 수 있다.

팬 수용부(130)에서 수용하는 적어도 하나의 팬(140a, 140b)은 사용자 요청 또는 상기 충전패드(110)에 단말기(10)가 거치되면 구동될 수 있다. 상기 팬(140a, 140b)은 단말기(10)의 발열 상태 또는 사용자 요청에 의하여 독립적으로 또는 동시에 구동될 수 있다.

상기와 같이 적어도 하나의 팬(140a, 140b)을 수용하는 팬 수용부(130)와 적어도 하나의 돌기(120)를 포함하는 충전 패드(110)를 포함하는 충전 장치의 구성을 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 충전 장치의 내부 블록 구성도이다.

도 3을 참조하면 본 발명의 실시 예에 따른 무선 충전장치는 센서부(310), 코일(320), 팬구동부(330), 팬(140), 스위치부(340), 표시부(350), 저장부(360) 및 제어부(370)를 포함한다.

센서부(310)는 무선 충전 장치에 거치되는 단말기(10)의 접촉 유무, 상태 등과 같은 상태를 감지하여 무선 충전 장치를 제어하기 위한 센싱 신호를 발생시킨다. 본 발명의 센서부(310)는 온도센서(311), 무게 센서(312), 근접센서(313)를 포함할 수 있다.

예를 들어 온도센서(311)는 충전 패드(110)에 단말기(10)가 위치하고, 충전 모드를 수행하는 중에 지속적으로 단말기(10)의 소정 부분의 온도 변화를 감지할 수 있다. 상기 온도 센서(311)에서 측정할 수 있는 단말기(10)의 온도 측정 부분은 윈도우부분과 배터리 장착부분 등 충전 또는 구동에 의해 발열이 발생할 수 있는 소정 부위일 수 있다.

무게센서(312)는 충전장치(100)의 충전 패드(110)에 단말기(10)가 거치되었는지에 대한 센싱을 수행할 수 있다. 즉, 충전패드(110)상에 단말기(10)가 위치하면 무게센서(312)는 소정의 충전패드(110)의 가압 정도 등에 따라 단말기(10)의 거치 여부를 판단할 수 이다. 또한 근접센서(313) 역시 단말기(10)가 충전장치(100) 상에 거치되는지의 여부를 판단할 수 있는 센싱 신호를 발생할 수 있다. 이 외에도 센서부(310)는 단말기의 거치 여부 및 발열 상태 여부를 확인하기 위한 다양한 센서를 구비할 수 있다.

코일(320)은 전원 인가 시 자기장을 발생하는 전자석의 한 종류이다. 예를 들어 상기 코일(320)은 솔레노이드가 될 수 잇다. 상기 코일(320)에서 발생된 자기장은 단말기에 포함된 코일에 자기장을 유도하고, 상기 단말기에 포함된 코일에 유도되는 자기장은 유도 전류를 발생시킬 수 있다. 따라서 충전장치(110)에 단말기(10)가 거치되면 무선으로 단말기(10)가 충전될 수 있다.

팬 구동부(330)는 본 발명의 실시 예에 따라 충전 패드에 거치된 단말기(10)의 발열을 저감하기 위한 송품을 위한 적어도 하나의 팬(140)을 제어부(370)의 제어에 기초하여 구동할 수 있다.

팬 구동부(330)는 센서부(310)에서 감지된 감지 결과에 따라 충전 패드(110)에 단말기(10)가 거치되거나, 상기 단말기(10)가 충전 중 소정 온도 이상으로 발열되는 경우 제어부(370)의 제어에 기초하여 적어도 하나의 팬(140)을 구동할 수 있다.

스위치부(340)는 무선 충전 장치의 동작을 사용자가 직접 온/오프 할 수 있도록 하기 위한 신호를 입력 받을 수 있다.

표시부(350)는 단말기(10)의 거치 상태 또는 충전 완료 여부에 대한 알람 및 정보를 제공할 수 있도록 하는 램프 또는 윈도우로 형성될 수 있다.

저장부(360)는 충전장치(100)의 기능 동작에 요구되는 프로그램을 저장할 수 있다. 또한 충전 가능한 단말기의 기기 정보를 저장할 수 있다. 특히 본 발명에 따른 저장부(350)는 단말기(10)의 충전 시 팬(140)의 구동을 위한 기준 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어 단말기(10)의 발열 시 팬 구동을 위한 기준 온도 정보 및 단말기의 상태에 따른 구동 팬의 개수 및 구동 상태에 대한 정보 등을 저장할 수 있다.

제어부(370)는 충전 장치(100)의 전반적인 동작을 제어하고 내부 블록들간의 신호 흐름을 제어하며, 데이터 처리 기능을 수행할 수 있다. 특히 본 발명의 실시 예에 따른 제어부(370)는 센서부(310)에서 감지된 센싱 정보에 기초하여 단말기의 거치 여부 및 팬 구동을 위한 제어 신호를 생성할 수 있다,

상기한 구성을 기초하여 이하 도 4 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 무선 충전 장치를 이용한 단말기의 무선 충전 동작을 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말기의 무선 충전 시 무선 충전 장치의 동작 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 충전 장치(100)는 충전 패드(110) 상에 단말기(10)가 거치되어 충전하기 위한 충전 대기 모드 상태(S402)에서 충전 패드(110)에 단말기(10)가 거치되는지의 여부를 확인한다.(S404) 상기 단말기(10)의 거치 여부는 센서부(310)의 센싱에 의하여 이루어질 수 있다.

제어부(370)는 센서부(310)에서 단말기(10)의 거치 신호가 감지되면 단말기(10)의 충전 모드를 수행한다.

이때 충전 모드 수행에 따라 적어도 하나의 팬을 구동하여(S406) 단말기(10)로 송풍하여 발열을 저감하도록 할 수 있다.

제어부(370)는 단말기(10)가 충전 모드 수행 중 또는 충전이 완료되어 충전 패드(110)로부터 이탈 됨을 감지하면(S406) 충전 모드를 종료하고 구동 중이던 팬의 구동을 오프 할 수 있다.(S410)

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 단말기의 무선 충전 시 무선 충전 장치의 동작 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 충전 장치(100)는 충전 패드(110)상에 단말기(10)가 거치되어 충전하기 위한 충전 대기 모드 상태(S502)에서 충전 패드(110)에 단말기(10)가 거치되는지의 여부를 확인한다.(S504)

제어부(370)는 단말기(10)가 충전 패드(110)에 거치되면 충전 모드를 수행하게 된다. (S506) 특히 본 발명의 다른 실시 예에서는 일 실시 예에서와 상이하게 단말기의 충전 모드 수행 시 무조건적으로 팬을 구동하지 않으며, 충전 모드 수행 중 센서부(310)의 센서에 의하여 충전중인 단말기(10)의 소정 범위의 온도를 측정할 수 있다.(S508)

제어부(370)는 센서부(310)에서 감지된 단말기(10)의 온도가 기준온도 이상으로 상승함을 감지하면(S510) 팬을 온하여 구동하게 된다.(S512)이때, 팬은 상기 발열되는 온도 또는 상승 정도에 따라 하나 또는 복수개로 구분하여 구동되도록 할 수 있다.

제어부(370)는 팬을 구동한 상태에서 충전모드를 지속적으로 실행하고, 센서부(310)에서 지속적으로 단말기(10)의 발열 상태를 감지하도록 할 수 있다. 단말기(10)의 발열 온도가 기준 온도 미만으로 하강하거나 충전 모드가 종료되면(S514) 상기 구동되는 팬을 오프하고, 팬의 구동을 중지하도록 할 수 있다.(S516)

이외에도 사용자의 요청에 따라 스위치를 이용하여 팬의 구동을 온/오프 하도록 할 수 있다.

상기와 같이 설명된 이동 단말기는 상기 설명된 실시 예들의 구성과 방법이한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시 예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims

무선 충전 장치에 있어서,
전원 인가 시 자기장을 발생하는 코일을 저면에 포함하는 단말기를 거치하기 위한 충전 패드;
상기 충전 패드의 일측면에 수직방향으로 적어도 하나의 팬을 포함하는 팬 수용부;
상기 팬 수용부에 적어도 수용되는 적어도 하나의 팬;을 포함하는
무선 충전 장치.
제1항에 있어서,
상기 충전 패드는
상기 적어도 하나의 팬을 구동하기 위한 온/오프 신호를 입력 받기 위한 스위치부;
상기 단말기의 거치와 상태를 감지하기 위한 센서부;
상기 팬을 구동하기 위한 팬 구동부;
상기 센서부에서 감지된 신호 또는 상기 스위치부로부터 입력되는 신호를 감지하고, 상기 적어도 하나의 팬을 구동하기 위한 팬 구동부를 제어하는 제어부;를 포함하는
무선 충전 장치.
제2항에 있어서,
상기 센서부는
단말기의 온도를 감지하는 온도센서를 포함하고,
상기 제어부에서 상기 온도센서에서 감지된 단말기의 온도가 기준 온도 이상으로 감지되면 상기 적어도 하나의 팬을 구동하기 위한 제어신호를 상기 팬 구동부로 출력하는
무선 충전 장치.
제2항에 있어서,
상기 센서부는
상기 충전 패드에 단말기 거치여부를 감지하기 위한 센서를 포함하고,
상기 센서부에서 상기 충전 패드에 상기 단말기가 거치됨을 감지하면 상기 제어부는 상기 적어도 하나의 팬을 구동하기 이한 제어신호를 상기 팬 구동부로 출력하는
무선 충전 장치.
제1항에 있어서,
상기 충전 패드는
상기표면에 적어도 하나의 돌기를 포함하는
무선 충전 장치.