(57)【要約】【課題】無接点充電装置、無接点充電バッテリ装置及びこれを含む無接点充電システムを提供する。【解決手段】本発明の一実施例によれば、無接点充電バッテリ装置を充電するための無接点充電装置において、複数個のコイルを含む１次コイルユニットと、無接点充電バッテリ装置に対応する充電電力を決定する充電制御ユニットと、充電電力に応じて上記複数個のコイルのうちの一つ以上のコイルを決定する電力分配ユニットと、を含み、充電電力は、無接点充電バッテリ装置を充電するために必要な電力であることを特徴とする無接点充電装置を提供する。【選択図】図２
2013505000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無接点充電バッテリ装置を充電するための無接点充電装置において、
複数個のコイルを含む１次コイルユニットと、
前記無接点充電バッテリ装置に対応する充電電力を決定する充電制御ユニットと、
前記充電電力に応じて前記複数個のコイルのうちの一つ以上のコイルを決定する電力分配ユニットと、を含み、
前記充電電力は、前記無接点充電バッテリ装置を充電するために必要な電力であることを特徴とする無接点充電装置。
【請求項２】
前記１次コイルユニットは、
前記複数個のコイルのうちの最外郭コイルの中空部内側に向けて漸次中空部の大きさが小さくなる複数個のコイルが配置され、
前記最外郭コイルは、前記複数個のコイルのうちの最も外側に配置されるコイルであることを特徴とする請求項１に記載の無接点充電装置。
【請求項３】
前記１次コイルユニットは、
重心が同様であり、中空部の大きさが異なる前記複数個のコイルを含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無接点充電装置。
【請求項４】
前記１次コイルユニットは、
前記複数個のコイルが互いに異なる大きさの磁場を発生することを特徴とする請求項１に記載の無接点充電装置。
【請求項５】
前記電力分配ユニットは、
前記複数個のコイルのうち、前記充電電力に対応するように一つ以上のコイルを決定し、前記決定されたコイルを駆動させるために前記決定されたコイルに駆動電力を分配することを特徴とする請求項１に記載の無接点充電装置。
【請求項６】
前記複数個のコイルのそれぞれに対応する複数個のコイル駆動回路を含むコイル駆動ユニットをさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の無接点充電装置。
【請求項７】
前記電力分配ユニットで決定されたコイルに対応するコイル駆動回路は、前記電力分配ユニットから提供された前記駆動電力を用いて前記決定されたコイルを駆動させることを特徴とする請求項６に記載の無接点充電装置。
【請求項８】
前記コイルは、
円形、楕円形、多角形のうちの一つの形態の中空部を含むことを特徴とする請求項１に記載の無接点充電装置。
【請求項９】
無接点充電装置を用いて充電する無接点充電バッテリ装置において、
再充電が可能なバッテリと、
前記バッテリを充電するための充電電力を判断して充電電力データを生成し、前記充電電力データを前記無接点充電装置に伝送するように制御するバッテリ制御ユニットと、
前記無接点充電装置に磁気的に結合し、前記無接点充電装置により誘導起電力を発生する２次コイルユニットと、を含み、
前記充電電力は、前記バッテリを充電するために必要な電力であり、前記充電電力データに対応することを特徴とする無接点充電バッテリ装置。
【請求項１０】
前記誘導起電力の交流電力を直流電力に整流させる整流器と、
前記直流電力を用いて前記バッテリに充電する定電圧及び定電流を生成する定電圧／定電流ユニットと、
前記バッテリの充電状態を調節する充電調節ユニットと、をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の無接点充電バッテリ装置。
【請求項１１】
無接点充電装置及び無接点充電バッテリ装置を含む無接点充電システムにおいて、
複数個のコイルで構成された１次コイルユニットを含み、前記無接点充電バッテリ装置から受信した充電電力データを用いて前記無接点充電バッテリ装置に充電する充電電力を決定し、前記充電電力に応じて前記複数個のコイルのうちの一つ以上のコイルを決定する無接点充電装置と、
バッテリを充電するための充電電力を用いて前記充電電力データを生成し、前記１次コイルユニットで発生された磁場により誘導起電力を発生する２次コイルユニットを含む無接点充電バッテリ装置と、を含むことを特徴とする無接点充電装置及び無接点充電バッテリ装置を含む無接点充電システム。
【請求項１２】
前記１次コイルユニットは、
前記複数個のコイルのうちの第ｎ＋１番目コイルは、第ｎ番目コイルの外郭を取り囲むように形成され、前記複数個のコイルは互いに離隔して形成され、
前記ｎは、自然数であることを特徴とする請求項１１に記載の無接点充電システム。
【請求項１３】
前記１次コイルユニットは、前記複数個のコイルが互いに異なる大きさの磁場を発生し、
前記第ｎ＋１番目コイルは、前記第ｎ番目コイルよりも大きい磁場を発生することを特徴とする請求項１２に記載の無接点充電システム。
【請求項１４】
前記複数個のコイルそれぞれは、コイル線が少なくとも１回巻回されて形成され、
前記第ｎ＋１番目コイルは、前記コイル線の巻回された回数に応じて前記第ｎ番目コイルと同様の大きさの磁場を発生することを特徴とする請求項１２に記載の無接点充電システム。
【請求項１５】
前記複数個のコイルそれぞれは、コイル線が少なくとも１回巻回されて形成され、
前記１次コイルユニットは、前記複数個のコイルが前記コイル線の巻回された回数に応じて互いに異なる大きさの磁場を発生することを特徴とする請求項１２に記載の無接点充電システム。
【請求項１６】
前記無接点充電装置は、
前記複数個のコイルのうち前記充電電力に対応するように一つ以上のコイルを決定し、前記決定されたコイルを駆動させるために前記決定されたコイルに駆動電力を分配する電力分配ユニットをさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の無接点充電システム。
【請求項１７】
前記無接点充電装置は、
前記複数個のコイルそれぞれに対応する複数個のコイル駆動回路を含むコイル駆動ユニットをさらに含み、
前記電力分配ユニットで決定されたコイルに対応する前記コイル駆動回路は、前記電力分配ユニットから提供された前記駆動電力を用いて前記決定されたコイルを駆動させることを特徴とする請求項１６に記載の無接点充電システム。
【請求項１８】
前記無接点充電装置は、前記無接点充電バッテリ装置から受信ユニットを介して受信した前記充電電力データを用いて前記無接点充電バッテリ装置で充電する充電電力を決定し、前記充電電力を電力分配ユニットに提供する充電制御ユニットをさらに含み、
前記無接点充電バッテリ装置は、前記バッテリを充電する充電電力を判断して前記充電電力データを生成し、前記充電電力データを送信ユニットを介して前記無接点充電装置に伝送するように制御するバッテリ制御ユニットをさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の無接点充電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無接点充電装置に関するもので、具体的には、本発明は無接点充電装置、無接点充電装置を用いて電力を充電する無接点充電バッテリ装置及びこれを含む無接点充電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ノートパソコン（Ｎｏｔｅｂｏｏｋ）及びネットブック（Ｎｅｔｂｏｏｋ）のような携帯用コンピュータ、移動通信端末及びＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）のような使用者端末機には、再充電が可能であり、使用者端末機の本体に内蔵されたＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ：印刷回路基板）に電源を供給するバッテリ（２次電池）が装着される。
【０００３】
バッテリを充電するためには、家庭用電源を用いて使用者の端末のバッテリに電気エネルギを提供する別途の充電装置が必要となる。バッテリは、充電装置に設けられた充電端子に電気的に接続されるように外部に露出された接続端子を有し、バッテリの充電時には、充電装置に設けられた充電端子とバッテリに設けられた接続端子とが互いに接続して電気的に連結された状態が維持される。
【０００４】
しかし、このような接触充電方式は、充電装置の充電端子とバッテリの接続端子とが相互接続のために外部へ露出されているので、異物により汚染しやすく、充電端子と接続端子とが接続する過程における両端子の摩擦により摩耗が生ずる。さらに、接触充電方式は、大気中の水分により充電端子及び接続端子が腐食されて、充電端子と接続端子との間の接続が不良となる問題が生ずる。
【０００５】
また、接触充電方式は、バッテリの使用過程で接続端子の微細な隙間を介してバッテリの内部に水分が浸透すると、内部回路の短絡により充電装置及びバッテリの寿命及び性能が低下したり、バッテリが完全に放電される問題が生ずる。
【０００６】
このような問題を解決するために、近年には充電装置とバッテリとを非接触方式で充電する無接点充電方式が提案されている。このような無接点充電方式は、充電装置に１次コイルが備えられ、バッテリに２次コイルが備えられて、充電装置にバッテリが接近すると、１次コイルと２次コイルとの間の誘導結合により使用者端末機を充電する方式である。
【０００７】
しかし、従来の無接点充電方式は、入力電圧、電流及び電力が異なる使用者端末機毎に、それぞれに対応する無接点充電装置を使用しなければならないため、使用者は複数個の使用者端末機のそれぞれ毎に無接点充電装置を購入しなければならないという問題点があった。
【０００８】
また、従来の無接点充電方式は、低電力の消費電力を有する使用者端末機を充電する場合も高電力のコイルを駆動させなければならないので、電力の無駄使いになる問題点があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の一実施例は、入力電圧、電流、及び電力が異なる使用者端末機共用で充電することができる無接点充電装置、無接点充電バッテリ装置及びこれを含む無接点充電システムを提供する。
【００１０】
また、本発明の一実施例は、複数個のコイルのうちの使用者端末機の電力に対応するコイルのみ駆動させる無接点充電装置、無接点充電バッテリ装置及びこれを含む無接点充電システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一側面によれば、無接点充電バッテリ装置を充電するための無接点充電装置が提供される。
【００１２】
本発明の一実施例によれば、無接点充電バッテリ装置を充電するための無接点充電装置において、複数個のコイルを含む１次コイルユニットと、上記無接点充電バッテリ装置に対応する充電電力を決定する充電制御ユニットと、上記充電電力に応じて上記複数個のコイルのうちの一つ以上のコイルを決定する電力分配ユニットと、を含み、上記充電電力は、上記無接点充電バッテリ装置を充電するために必要とされる電力であることを特徴とする無接点充電装装置が提供される。
【００１３】
ここで、上記１次コイルユニットは、上記複数個のコイルのうちの最外郭コイルの中空部内側に向けて漸次中空部の大きさが小さくなる複数個のコイルが配置され、上記最外郭コイルは、上記複数個のコイルのうちの最も外側に配置されるコイルである。
【００１４】
そして、上記１次コイルユニットは、重心が同一であり、中空部の大きさが異なる上記複数個のコイルを含む。
【００１５】
一方、上記１次コイルユニットは、上記複数個のコイルが互いに異なる大きさの磁場を発生する。
【００１６】
ここで、上記電力分配ユニットは、上記複数個のコイルのうち、上記充電電力に対応するように一つ以上のコイルを決定し、上記決定されたコイルを駆動させるために、上記決定されたコイルに駆動電力を分配する。
【００１７】
また、上記無接点充電装置は、上記複数個のコイルそれぞれに対応する複数個のコイル駆動回路を含むコイル駆動ユニットをさらに含む。
【００１８】
そして、上記電力分配ユニットで決定されたコイルに対応するコイル駆動回路は、上記電力分配ユニットから提供された上記駆動電力を用いて上記決定されたコイルを駆動させる。
【００１９】
一方、上記コイルは、円形、楕円形、多角形のうちの一つの形状の中空部を含む。
【００２０】
そして、本発明の一側面によれば、無接点充電装置を用いて充電する無接点充電バッテリ装置が提供される。
【００２１】
本発明の一実施例によれば、無接点充電装置を用いて充電する無接点充電バッテリ装置において、再充電が可能なバッテリと、上記バッテリを充電するための充電電力を判断して充電電力データを生成し、上記充電電力データを上記無接点充電装置に伝送するように制御するバッテリ制御ユニットと、上記無接点充電装置に磁気的に結合し、上記無接点充電装置により誘導起電力を発生する２次コイルユニットと、を含み、上記充電電力は、上記バッテリを充電するために必要とされる電力であり、上記充電電力データに対応することを特徴とする無接点充電バッテリ装置が提供される。
【００２２】
ここで、上記無接点充電バッテリ装置は、上記誘導起電力の交流電力を直流電力に整流させる整流器と、上記直流電力を用いて上記バッテリに充電する定電圧と定電流を生成する定電圧／定電流ユニットと、上記バッテリの充電状態を調節する充電調節ユニットと、をさらに含む。
【００２３】
一方、本発明の一側面によれば、無接点充電装置及び無接点充電バッテリ装置を含む無接点充電システムが提供される。
【００２４】
本発明の一実施例によれば、無接点充電装置及び無接点充電バッテリ装置を含む無接点充電システムにおいて、複数個のコイルで構成された１次コイルユニットを含み、上記無接点充電バッテリ装置から受信された充電電力データを用いて上記無接点充電バッテリに充電する充電電力を決定し、上記充電電力に応じて上記複数個のコイルのうちの一つ以上のコイルを決定する無接点充電装置と、バッテリを充電するための充電電力を用いて上記充電電力データを生成し、上記１次コイルユニットで発生された磁場により誘導起電力を発生する２次コイルユニットを含む無接点充電バッテリ装置と、を含むことを特徴とする無接点充電装置及び無接点充電バッテリ装置を含む無接点充電システムが提供される。
【００２５】
また、上記１次コイルユニットは、上記複数個のコイルのうちの第ｎ＋１番目コイルは、第ｎ番目コイルの外郭を取り囲むように形成され、上記複数個のコイルは互いに離隔して形成され、上記ｎは、自然数である。
【００２６】
そして、上記１次コイルユニットは、上記複数個のコイルが互いに異なる大きさの磁場を発生し、上記第ｎ＋１番目コイルは、上記第ｎ番目コイルよりも大きい磁場を発生する。
【００２７】
一方、上記複数個のコイルそれぞれは、コイル線が少なくとも１回巻回されて形成され、上記第ｎ＋１番目コイルは、上記コイル線の巻回された回数に応じて上記第ｎ番目コイルと同様の大きさの磁場を発生することができる。
【００２８】
また、上記複数個のコイルそれぞれは、コイル線が少なくとも１回巻回されて形成され、上記コイル線の巻回された回数に応じて互いに異なる大きさの磁場を発生することができる。
【００２９】
また、上記複数個のコイルのうち、上記充電電力に対応するように一つ以上のコイルを決定し、上記決定されたコイルを駆動させるために上記決定されたコイルに駆動電力を分配する電力分配ユニットをさらに含む。
【００３０】
また、上記無接点充電装置は、上記複数個のコイルそれぞれに対応する複数個のコイル駆動回路を含むコイル駆動ユニットをさらに含み、上記電力分配ユニットで決定されたコイルに対応する上記コイル駆動回路は、上記電力分配ユニットから提供された上記駆動電力を用いて上記決定されたコイルを駆動させる。
【００３１】
そして、上記無接点充電装置は、上記無接点充電バッテリ装置から受信ユニットを介して受信された上記充電電力データを用いて上記無接点充電バッテリ装置で充電する充電電力を決定し、上記充電電力を上記電力分配ユニットに提供する充電制御ユニットをさらに含み、上記無接点充電バッテリ装置は、上記バッテリを充電する充電電力を判断して上記充電電力データを生成し、上記充電電力データを送信ユニットを介して上記無接点充電装置に伝送するように制御する、バッテリ制御ユニットをさらに含む。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の一実施例に係る無接点充電装置、無接点充電バッテリ装置及びこれを含む無接点充電システムは、入力電圧、電流及び電力などが異なる使用者端末機共用で充電することができる。
【００３３】
また、本発明の一実施例に係る無接点充電装置、無接点充電バッテリ装置及びこれを含む無接点充電システムは、使用者端末機の電力に応じて電力を供給することができる。
【００３４】
また、本発明の一実施例に係る無接点充電装置、無接点充電バッテリ装置及びこれを含む無接点充電システムは、複数個のコイルのうち使用者端末機の電力に対応するコイルのみ駆動させるので、消費電力を効率的に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施例に係る無接点充電システムを概略的に示す例示図である。
【図２】図１に示された無接点充電システムを詳細に示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施例に係る無接点充電装置の１次コイルユニットを示す例示図である。
【図４】本発明の他の実施例に係る無接点充電装置の１次コイルユニットを示す例示図である。
【図５】本発明のまた他の実施例に係る無接点充電装置の１次コイルユニットを示す例示図である。
【図６】本発明の一実施例に係る無接点充電方法を概略的に示すフローチャートである。
【図７】本発明の一実施例に係る無接点充電装置の無接点充電方法を示すフローチャートである。
【図８】本発明の一実施例に係る無接点充電バッテリ装置の無接点充電方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本発明は多様な変換を加えることができ、様々な実施例を有することができるため、特定実施例を図面に例示し、詳細に説明する。しかし、これは本発明を特定の実施形態に限定するものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるあらゆる変換、均等物及び代替物を含むものとして理解されるべきである。本発明を説明するに当たって、係る公知技術に対する具体的な説明が本発明の要旨をかえって不明にすると判断される場合、その詳細な説明を省略する。
【００３７】
第１、第２、及び１次、２次などの用語は、多様な構成要素を説明するために用いられるに過ぎず、上記構成要素が上記用語により限定されるものではない。それらの用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的だけに用いられる。
【００３８】
本願で用いた用語は、ただ特定の実施例を説明するために用いたものであって、本発明を限定するものではない。単数の表現は、文中で明らかに表現しない限り、複数の表現を含む。本願において、「含む」または「有する」などの用語は明細書上に記載された特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部品、またはこれらを組み合わせたものの存在を指定するものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、ステップ、動作、構成要素、部品、またはこれらを組み合わせたもものなどの存在または付加可能性を予め排除するものではないと理解しなくてはならない。
【００３９】
以下、本発明に係る無接点充電装置、無接点充電バッテリ装置及びこれを含む無接点充電システムの実施例を添付図面に基づいて詳細に説明し、本発明を説明するに当たって、同一または対応する構成要素には同一の図面番号を付し、これに対する重複説明は省略する。
【００４０】
本発明に係る無接点充電システムについて、図１を参照して簡略に説明する。図１は、本発明の一実施例に係る無接点充電システムを概略的に示す例示図である。
【００４１】
図１を参照すると、無接点充電システム３００は、無接点充電装置１００及び無接点充電バッテリ装置２００を含む。
【００４２】
無接点充電装置１００は、外部電源５０から電気エネルギが供給され、無接点充電バッテリ装置２００に供給する電力を生成する。ここで、外部電源５０は、家庭用の商用交流電源（例えば、１１０Ｖ〜２２０Ｖ）が好ましく、他のＤＣ電源も使用できる。また、無接点充電装置１００は、無接点充電バッテリ装置２００との接触が容易となるように、無接点充電バッテリ装置２００と接触する面が平らに形成されることが好ましい。無接点充電装置１００については、図２を参照して詳細に説明する。
【００４３】
無接点充電バッテリ装置２００は、無接点充電装置１００の１次コイルユニット１７０を用いて電力の供給を受ける。つまり、無接点充電バッテリ装置２００の２次コイルユニット２４０は、１次コイルユニット１７０と有機的に結合し、１次コイルユニット１７０の磁界７０（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｆｉｅｌｄ）によって誘導起電力を生成する。無接点充電バッテリ装置２００は、誘導起電力を用いてバッテリ２７０を充電する。
【００４４】
無接点充電バッテリ装置２００は、バッテリ２７０を用いて電源の供給を受ける装置であれば、その種類には特に制限はない。例えば、無接点充電バッテリ装置２００は、通信機能が含まれ得る移動通信端末、デスクトップ、ノート・パソコン、ネットブックのようなコンピュータ、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）、ＭＰ３（ＭＰＥＧ  Ａｕｄｉｏ  Ｌａｙｅｒ−３）、ＰＭＰ（Ｐｏｒｔａｂｌｅ  Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｐｌａｙｅｒ）のように音源、停止映像及び動画を出力する装置、デジタル電子辞書などであってもよい。ここで、移動通信端末は、ＰＤＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｅｌｌｕｌａｒ）、ＰＣＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）、ＣＤＭＡ△２０００（１Ｘ、３Ｘ）フォン、ＷＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ  ＣＤＭＡ）フォン、デュアルバンド／デュアルモード（Ｄｕａｌ  Ｂａｎｄ／Ｄｕａｌ  Ｍｏｄｅ）フォン、ＧＳＭ（登録商標）（Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ）フォン、ＭＢＳ（Ｍｏｂｉｌｅ  Ｂｒｏａｄｂａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍ）フォン、ＤＭＢ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ）フォン及びスマート（Ｓｍａｒｔ）フォンのような通信機能が含まれ得る装置であってもよい。
【００４５】
無接点充電バッテリ装置２００については、図２を参照してより具体的に説明する。
【００４６】
本発明に係る無接点充電システムは、図２を参照して具体的に説明する。図２は、図１に示された無接点充電システムを詳細に示すブロック図である。
【００４７】
図２を参照すると、無接点充電システム３００は、無接点充電装置１００及び無接点充電バッテリ装置２００を含む。
【００４８】
無接点充電装置１００は、受信ユニット１１０、充電制御ユニット１２０、第１整流器１３０、電力分配ユニット１４０、コイル駆動ユニット１５０及び１次コイルユニット１７０を含む。
【００４９】
受信ユニット１１０は、無接点充電バッテリ装置２００から充電電力データを受信する。この受信ユニット１１０は、無線周波数（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：ＲＦ）通信、ジグビー（Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標））のような無線通信方式を介して無接点充電バッテリ装置２００から充電電力データを受信することができる。また、受信ユニット１１０は、無接点充電バッテリ装置２００から、バッテリ２７０の状態を含むバッテリデータを受信することができる。
【００５０】
充電制御ユニット１２０は、無接点充電バッテリ装置２００に対応する充電電力を決定する。つまり、充電制御ユニット１２０は、受信ユニット１１０を介して無接点充電バッテリ装置２００から受信された充電電力データを用いて無接点充電バッテリ装置２００に対応する充電電力を決定する。ここで、充電電力は、無接点充電バッテリ装置２００のバッテリ２７０を充電するために必要な電力である。
【００５１】
第１整流器１３０は、外部電源５０である商用交流電源から提供された交流電力を直流電力の駆動電力に整流させる。ここで、駆動電力とはコイルを駆動させるための電力である。
【００５２】
電力分配ユニット１４０は、無接点充電バッテリ装置２００に応じて駆動するコイルを決定する。つまり、電力分配ユニット１４０は、充電制御ユニット１２０で決定された充電電力に対応するように、１次コイルユニット１７０からコイルを決定する。  このとき、電力分配ユニット１４０は、充電電力に対応するコイルを決定するために一つ以上を選択することができる。このように無接点充電バッテリ装置２００に対応するようにコイルを決定するので、一つの無接点充電装置１００を用いて充電電力が異なる無接点充電バッテリ装置２００を充電することができる。
【００５３】
電力分配ユニット１４０は、第１整流器１３０とコイル駆動ユニット１５０との間に配置され、駆動電力を、無接点充電バッテリ装置２００に対応するように決定された一つ以上のコイル（１８１、１８３、１８７、１８９：以下、１８０と通称する）に対応する一つ以上のコイル駆動回路（１６１、１６３、１６７、１６９：以下、１６０と通称する）に分配する。
【００５４】
コイル駆動ユニット１５０は、複数個のコイル駆動回路１６０を含む。複数個のコイル駆動回路１６０は、１次コイルユニット１７０の複数個のコイル１８０に対応する。つまり、複数個のコイル駆動回路１６０それぞれは、複数個のコイル１８０それぞれと一対一に対応する。コイル駆動ユニット１５０のうち、駆動電力が分配されたコイル駆動回路１６０は駆動電力を用いてコイル１８０を駆動させる。
【００５５】
１次コイルユニット１７０は、複数個のコイル１８０を含む。１次コイルユニット１７０は、コイル駆動ユニット１５０により駆動され、２次コイルユニット２４０と接触すると磁場を生成する。ここで、磁場は１次コイルユニット１７０で生成され、  ２次コイルユニット２４０に伝達される電力である。複数個のコイル１８０それぞれは、コイル線１８８の巻回された回数に応じて同様の大きさの磁場が発生したり、または互いに異なる大きさの磁場が発生する。つまり、１次コイルユニット１７０は、複数個のコイル１８０のすべてが同様にコイル線１８８が巻回されていると、第１番目コイル１８１から第ｎ＋１番目コイル１８８に行くほど漸次大きい磁場が発生する。  そして、１次コイルユニット１７０は、第１番目コイル１８１のコイル線１８８が巻回された回数よりも第２番目コイル１８３のコイル線１８８の巻回された回数が少ないと、第１番目コイル１８１及び第２番目コイル１８３から発生する磁場の大きさが同様になることができる。１次コイルユニット１７０については、図３乃至図５を参照して詳細に説明する。
【００５６】
無接点充電バッテリ装置２００は、送信ユニット２１０、バッテリ制御ユニット２２０、充電調節ユニット２３０、２次コイルユニット２４０、第２整流器２５０、定電圧／定電流ユニット２６０、及びバッテリ２７０を含む。
【００５７】
送信ユニット２１０は、無接点充電装置１００に充電電力データを伝送する。送信ユニット２１０は、無線周波数（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：ＲＦ）通信、ジグビー（Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標））のような無線通信方式を介して無接点充電装置１００に充電電力データを伝送することができる。
【００５８】
そして、送信ユニット２１０は、バッテリ制御ユニット２２０で生成されたバッテリデータを無接点充電装置１００に伝送することができる。
【００５９】
バッテリ制御ユニット２２０は、無接点充電装置１００に伝送するために、バッテリ２７０を充電できる電力を判断し、充電電力データを生成する。バッテリ制御ユニット２２０は、充電電力データを無接点充電装置１００に伝送するために送信ユニット２１０を制御する。
【００６０】
一方、バッテリ制御ユニット２２０は、充電調節ユニット２３０から提供されたバッテリ２７０の初期状態情報及び状態変化情報を判断し、バッテリデータを生成することができる。バッテリ制御ユニット２２０は、バッテリデータを無接点充電装置１００に伝送するために送信ユニット２１０を制御する。
【００６１】
充電調節ユニット２３０は、バッテリ２７０に連結され、バッテリ２７０の初期状態を判断して初期状態情報を生成し、バッテリ２７０の変化する状態を判断して状態変化情報を生成する。充電調節ユニット２３０は、バッテリ２７０の状態を判断して生成した初期状態情報及び状態変化情報をバッテリ制御ユニット２２０に提供する。
【００６２】
２次コイルユニット２４０は、無接点充電装置１００の１次コイルユニット１７０に磁気的に結合し、誘導起電力を発生する。１次コイルユニット１７０で発生させた磁場が交流電力であるので、誘導起電力も交流電力である。
【００６３】
第２整流器２５０は、２次コイルユニット２４０の出力部分に連結される。そして、第２整流器２５０は、２次コイルユニット２４０により発生された誘導起電力の交流電力を直流電力に整流させる。
【００６４】
定電圧／定電流ユニット２６０は、第２整流器２５０で整流された直流電力を用いて、バッテリ２７０に充電する定電圧と定電流を生成する。つまり、初期にバッテリ２７０を充電する場合は定電流を維持し、バッテリ２７０の充電が飽和状態になった場合は定電圧に転換される。
【００６５】
バッテリ２７０は、無接点充電バッテリ装置２００に電源を供給する。バッテリ２７０は、定電圧／定電流ユニット２６０で生成された定電圧及び定電流を用いて充電される。バッテリ２７０は、再充電が可能である電池セルからなることが好ましく、リチウムイオン（Ｌｉｔｈｉｕｍ  ｉｏｎ）電池やリチウムポリマ（Ｌｉｔｈｉｕｍ  ｐｏｌｙｍｅｒ）電池などからなることもできる。
【００６６】
本発明に係る１次コイルユニットは、図３乃至図５を参照して詳細に説明する。図３は、本発明の一実施例に係る無接点充電装置の１次コイルユニットを示す例示図であり、図４は、本発明の他の実施例に係る無接点充電装置の１次コイルユニットを示す例示図であり、図５は、本発明のまた他の実施例に係る無接点充電装置の１次コイルユニットを示す例示図である。
【００６７】
１次コイルユニット１７０は、図３に示すように、複数個のコイル１８０で形成される。このとき、複数個のコイル１８０それぞれは円形の形態に形成され、少なくとも１回以上コイル線１８８（図２参照）が巻回されて形成される。例えば、複数個のコイル１８０のそれぞれは、コイル線１８８が４回巻回されて形成されることができる。ここでは、コイル線１８８が同数に巻回されて形成されたが、これに限定されず、複数個のコイル１８０それぞれ毎にコイル線１８８の巻回された回数が異なるように形成されることもできる。
【００６８】
１次コイルユニット１７０は互いに異なる中空部（１８２、１８４、１９４、１９６、１９８：以下、１９０と通称する）の大きさを有する複数個のコイル１８０を含む。ここで、中空部１９０は、コイル１８０により形成される穴であることができる。１次コイルユニット１７０は、複数個のコイル１８０のうちの最外郭コイルの内側に向けて漸次中空部１９０の大きさが小さくなる複数個のコイル１８０が配置される。このとき、最外郭コイルとは、複数個のコイルのうち最も外側に配置されるコイルであり、例えば、第５番目コイル１９９であることができる。つまり、１次コイルユニット１７０は、第５番目コイル１９９の中空部１９８の内側に向けて漸次中空部１９０の大きさが小さくなる第４番目コイル１９７〜第１番目コイル１８１が配置される。
【００６９】
１次コイルユニット１７０の第２番目コイル１８３は、第１番目コイル１８１の外郭を取り囲むように形成され、複数個のコイル１８０は互いに離隔して形成される。  つまり、１次コイルユニット１７０は、第１中空部１８２の半径の最も小さい第１番目コイル１８１が最も内側に形成され、その次、第１番目コイル１８１の外側に第２番目コイル１８３が形成される。そして、１次コイルユニット１７０は、第２番目コイル１８３の外郭に順次に第３番目コイル１９５と第４番目コイル１９７が形成され、第５中空部１９８の半径の最も大きい第５番目コイル１９９が最も外側に形成される。このように、コイル１８０の中にコイル１８０が形成される理由は、コイル１８０の間の干渉を防止するためである。
【００７０】
１次コイルユニット１７０は、互いに異なる大きさの磁場を発生する。つまり、第２番目コイル１８３は、第１番目コイル１８１よりも大きい磁場を発生する。これにより、最も外側に形成された第５番目コイル１９９は、最も大きい磁場を発生する。  また、１次コイルユニット１７０は、互いに異なる大きさの磁場を発生するために、複数個のコイル１８０それぞれ毎に高さを異ならせて形成することもできる。
【００７１】
一方、図３には示されていないが、１次コイルユニット１７０は、コイル線１８８（図２参照）の巻回された回数を異ならせて、中空部１９０の大きさが異なっても同様の大きさの磁場を発生することができる。例えば、第１番目コイル１８１は、コイル線１８８を４回巻回し、第２番目コイル１８３は、コイル線１８８を２回巻回すると、第１番目コイル１８１からは２Ｗの磁場が発生され、第２番目コイル１８３からは２Ｗの磁場が発生されることができる。
【００７２】
一方、１次コイルユニット１７０は、図４に示すように、円形に形成され、中空部（１８２、１８４、１９４、１９６、１９８：以下、１９０と通称する）の大きさが異なる複数個のコイルを含む。そして、１次コイルユニット１７０は、複数個のコイルの重心が同様であり、外側に行くほど中空部１９０の半径が大きくなる。つまり、１次コイルユニット１７０において、第２番目コイル１８３の中空部１８４の半径より第１番目コイル１８１の中空部１８１の半径が大きく、第５番目コイル１９９の中空部１９８の半径より第４番目コイル１９７の中空部（１９６）の半径が大きい。
【００７３】
また、１次コイルユニット１７０は、図５に示すように、四角形に形成された複数個のコイルを含む。ここで、複数個のコイル１８０は、重心が同様であり、第１番目コイル１８１から第５番目コイル１９９に行くほど中空部（１８２、１８４、１９４、１９６、１９８：以下、１９０と通称する）の大きさが大きくなる。つまり、１次コイルユニット１７０は、第１番目コイル１８１から第５番目コイル１９９に行くほど中空部１９０の対角線の長さが大きくなる。図５には示されていないが、重心が同様ではない複数個のコイル１８０が四角形に形成されることも可能である。
【００７４】
図３乃至図５では、１次コイルユニット１７０の複数個のコイル１８０が円及び四角形である形態についてのみ説明したが、これに限定されず、コイルを巻回して形成できる形態であれば、その形態には特に制限はない。例えば、コイル１８０の中空部１９０は、三角形、五角形、星形などを含む多角形及び楕円形などのように、断面積を高めることができるあらゆる形状に形成されることができる。
【００７５】
図６は、本発明の一実施例に係る無接点充電方法を概略的に示すフローチャートである。
【００７６】
図６を参照すると、無接点充電装置１００に無接点充電バッテリ装置２００が接触する（Ｓ６１０）。つまり、無接点充電バッテリ装置２００のバッテリ２７０を充電するために、無接点充電装置１００に接続する。このとき、無接点充電バッテリ装置２００の２次コイルユニット２４０と無接点充電装置１００の１次コイルユニット１７０とは向き合うように形成されることが好ましい。
【００７７】
無接点充電装置１００は、無接点充電バッテリ装置２００に対応するコイル１８０を決定する（Ｓ６２０）。無接点充電装置１００は、無接点充電バッテリ装置２００から受信された充電電力データを用いて無接点充電バッテリ装置２００に対応する充電電力を判断する。そして、無接点充電装置１００は、１次コイルユニット１７０の複数個のコイル１８０のうち、充電電力に対応するコイル１８０を決定する。このとき、無接点充電装置１００は一つ以上のコイル１８０を決定することができる。
【００７８】
無接点充電バッテリ装置２００は、無接点充電装置１００により誘導起電力を発生する（Ｓ６３０）。具体的に、無接点充電バッテリ装置２００の２次コイルユニット２４０は、１次コイルユニット１７０において、充電電力に対応するコイル１８０から発生された磁場により誘導起電力を発生する。
【００７９】
無接点充電バッテリ装置２００はバッテリ２７０を充電する（Ｓ６４０）。無接点充電バッテリ装置２００は、２次コイルユニット２４０から生成された誘導起電力を用いてバッテリ２７０を充電する。これにより、無接点充電バッテリ装置２００は無接点充電装置１００を用いてバッテリ２７０を充電することができるので、バッテリ２７０及び充電装置の接触端子が水分により腐食されたり、摩耗されたりすることにより発生する問題を解決することができる。
【００８０】
図７は、本発明の一実施例に係る無接点充電装置の無接点充電方法を示すフローチャートである。
【００８１】
図７を参照すると、無接点充電装置１００は、充電電力データを用いて充電電力を決定する（Ｓ７１０）。具体的に、無接点充電装置１００に無接点充電バッテリ装置２００が接触されると、無接点充電装置１００の受信ユニット１１０は、無接点充電バッテリ装置２００から充電電力データを受信する。充電制御ユニット１２０は、受信ユニット１１０から提供された充電電力データを用いて、無接点充電バッテリ装置２００で充電する充電電力を決定する。
【００８２】
無接点充電装置１００は、充電電力に対応する一つ以上のコイル１８０を決定する（Ｓ７２０）。つまり、無接点充電装置１００の電力分配ユニット１４０には、充電制御ユニット１２０から充電電力が提供される。そして、電力分配ユニット１４０は  １次コイルユニット１７０に含まれた複数個のコイル１８０のうち、充電電力に対応するコイル１８０を決定する。例えば、第１番目コイル１８１が５Ｗ、第２番目コイル１８３が１０Ｗ、第３番目コイルが１５Ｗの磁場を発生し、充電制御ユニット１２０から充電電力データを用いて５Ｗの充電電力が決定されると、電力分配ユニット１４０は、５Ｗの充電電力を用いて５Ｗに対応するコイルを決定する。つまり、電力分配ユニット１４０は、第１番目コイルを決定する。
【００８３】
一方、電力分配ユニット１４０は、一つ以上のコイルを決定することができる。  例えば、第１番目コイル１８１が２Ｗ、第２番目コイル１８３が３Ｗ、第３番目コイルが６Ｗの磁場を発生し、充電制御ユニット１２０から充電電力データを用いて５Ｗの充電電力が決定されると、電力分配ユニット１４０は５Ｗの充電電力を用いて５Ｗに対応するコイルを決定する。つまり、電力分配ユニット１４０は、第１番目コイル１８１及び第２番目コイル１８３を決定する。また、第１番目コイル１８１が２Ｗ、第２番目コイル１８３が２Ｗ、第３番目コイルが６Ｗの磁場を発生し、充電制御ユニット１２０から充電電力データを用いて４Ｗの充電電力が決定されると、電力分配ユニット１４０は４Ｗの充電電力を用いて４Ｗに対応するコイルを決定する。つまり、電力分配ユニット１４０は、第１番目コイル１８１及び第２番目コイル１８３を決定する。
【００８４】
無接点充電装置１００は、決定されたコイル１８０に対応するコイル駆動回路１６０に駆動電力を分配する（Ｓ７３０）。具体的に、無接点充電装置１００の整流器は外部電源５０である商用交流電源から提供された交流電力を直流電力である駆動電力に整流させ、このような駆動電力を電力分配ユニット１４０に提供する。そして、電力分配ユニット１４０は、決定されたコイル１８０に対応するコイル駆動回路１６０に、コイル１８０を駆動させるための駆動電力を分配する。例えば、電力分配ユニット１４０は、充電電力に対応する磁場を発生させるために、第１コイル駆動回路１６１及び第２コイル駆動回路１６３に駆動電力を分配する。
【００８５】
ここでは、交流電力を直流電力に整流させるステップを、駆動するコイル１８０を決定した後のステップにした例について説明したが、これに限定されず、電力分配ユニット１４０が駆動電力をコイル駆動ユニット１５０に分配する前であれば、順序は関係ない。
【００８６】
無接点充電装置１００は、駆動電力を用いてコイル１８０を駆動させる（Ｓ７４０）。つまり、無接点充電装置１００のコイル駆動ユニット１５０のうち、駆動電力が分配されたコイル駆動回路１６０は駆動電力を用いてコイル１８０を駆動させる。  例えば、駆動電力が分配された第１コイル駆動回路１６１及び第２コイル駆動回路１６３のそれぞれは、第１番目コイル１８１、第２番目コイル１８３のそれぞれを駆動させる。
【００８７】
無接点充電装置１００は、磁場を生成する（Ｓ７５０）。つまり、無接点充電装置１００の１次コイルユニット１７０は、無接点充電バッテリ装置２００の２次コイルユニット２４０と有機的に結合し、磁場を生成する。これにより、無接点充電装置１００は、大きさが異なる磁場を発生する複数個のコイル１８０を含むので、充電電力が異なる無接点充電バッテリ装置２００を充電することができ、無接点充電バッテリ装置２００の充電電力に対応するコイル１８０のみ駆動させるので、消費電力を効率的に使用することができる。
【００８８】
図８は、本発明の一実施例に係る無接点充電バッテリ装置の無接点充電方法を示すフローチャートである。
【００８９】
図８を参照すると、無接点充電バッテリ装置２００は、充電電力データを生成する（Ｓ８１０）。具体的に、無接点充電バッテリ装置２００のバッテリ制御ユニット２２０は、バッテリ２７０を充電するための充電電力を判断する。そして、バッテリ制御ユニット２２０は、充電電力を用いて無接点充電装置１００に伝送する充電電力データを生成する。バッテリ制御ユニット２２０は、充電電力データを送信ユニット２１０を介して無接点充電装置１００に伝送するように制御する。
【００９０】
無接点充電バッテリ装置２００は、無接点充電装置１００により誘導起電力を発生する（Ｓ８２０）。つまり、無接点充電バッテリ装置２００の２次コイルユニット２４０は、無接点充電装置１００の１次コイルユニット１７０に磁気的に結合し、１次コイルユニット１７０により生成された磁場により誘導起電力を発生する。このとき、１次コイルユニット１７０は、無接点充電バッテリ装置２００の充電電力に対応するコイル１８０であり、バッテリ２７０の充電時に必要とされる充電電力に対応する磁場を発生する。
【００９１】
無接点充電バッテリ装置２００は、誘導起電力を直流電力に整流させる（Ｓ８３０）。つまり、無接点充電バッテリ装置２００の第１整流器１３０は、２次コイルユニット２４０で生成された交流電力の誘導起電力を所定レベルの直流電力に整流させる。
【００９２】
無接点充電バッテリ装置２００は、直流電力を用いて定電圧／定電流を生成する（Ｓ８４０）。具体的に、無接点充電バッテリ装置２００の定電圧／定電流ユニット２６０は、第１整流器１３０で整流された直流電力を用いて、バッテリ２７０に充電する定電圧及び定電流を生成する。
【００９３】
無接点充電バッテリ装置２００は、定電圧／定電流を用いてバッテリ２７０を充電する（Ｓ８５０）。つまり、無接点充電バッテリ装置２００のバッテリ２７０は、定電圧／定電流ユニット２６０で生成された定電流を用いて充電され、充電電圧が飽和状態になると、定電圧に転換される。
【００９４】
上記では、本発明の好ましい実施例を参照して説明したが、当該技術分野で通常の知識を有する者であれば、下記の特許請求の範囲に記載した本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で、本発明を多様に修正及び変更させることができることを理解できよう。
【符号の説明】
【００９５】
１００    無接点充電装置
１２０    充電制御ユニット
１３０    第１整流器
１４０    電力分配ユニット
１５０    コイル駆動ユニット
１７０    １次コイルユニット
２００    無接点充電バッテリ装置
２２０    バッテリ制御ユニット
２３０    充電調節ユニット
２４０    ２次コイルユニット
２５０    第２整流器
２６０    定電圧／定電流ユニット
２７０    バッテリ
３００    無接点充電システム
【図１】
2013505000.tif 000003
【図２】
2013505000.tif 000004
【図３】
2013505000.tif 000005
【図４】
2013505000.tif 000006
【図５】
2013505000.tif 000007
【図６】
2013505000.tif 000008
【図７】
2013505000.tif 000009
【図８】
2013505000.tif 000010
【国際調査報告】
2013505000.tif 000011
2013505000.tif 000012
2013505000.tif 000013
2013505000.tif 000014