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KR20140091362A - Wireless charge battery modul for common installing NFC antena and recive coil on battery - Google Patents

Wireless charge battery modul for common installing NFC antena and recive coil on battery Download PDF

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KR20140091362A
KR20140091362A KR1020130003537A KR20130003537A KR20140091362A KR 20140091362 A KR20140091362 A KR 20140091362A KR 1020130003537 A KR1020130003537 A KR 1020130003537A KR 20130003537 A KR20130003537 A KR 20130003537A KR 20140091362 A KR20140091362 A KR 20140091362A
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KR
South Korea
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nfc
battery
wireless charging
nfc antenna
wireless
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Application number
KR1020130003537A
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Korean (ko)
Inventor
신석주
이상곤
유영길
Original Assignee
주식회사 에스엔파워콤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 에스엔파워콤 filed Critical 주식회사 에스엔파워콤
Priority to KR1020130003537A priority Critical patent/KR20140091362A/en
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Abstract

The present invention relates to a wireless charge battery module, which comprises a battery pack in which an NFC antenna and a receiving coil for wireless charge are installed together in a battery cell and packaged; and a wireless charge control means of a terminal body installed within the terminal body mounting the battery pack, charging the power received from the receiving coil for wireless charge, which is installed in the battery pack, into the battery cell, outputting the power as the electric power of the terminal body, and controlling near field wireless communications through the NFC antenna. The present invention is characterized in that the NFC antenna and the receiving coil for wireless charge are commonly connected to two battery terminals; an NFC switch is respectively installed in the battery pack and the terminal body, and controls the NFC communications mode with a micro processor; and a battery terminal connected to the receiving coil for wireless charge performs communications between the battery pack and the terminal body, and controls the connection to the NFC antenna thereby.

Description

무선충전용 수신코일과 엔에프씨 안테나가 배터리에 함께 설치된 무선충전 배터리 모듈{Wireless charge battery modul for common installing NFC antena and recive coil on battery}[0001] The present invention relates to a wireless rechargeable battery module having a wireless rechargeable receiving coil and an NF-

본 발명은 무선충전 배터리 모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스마트폰과 같은 휴대 단말기의 배터리에 통신용 NFC 코일과 무선충전용 수신코일을 함께 설치하여 두께의 증가를 최소화시키도록 한 무선충전용 수신코일과 NFC 안테나가 배터리에 함께 설치된 무선충전 배터리 모듈에 관한 것이다.
The present invention relates to a wireless rechargeable battery module, and more particularly, to a wireless rechargeable battery module in which an NFC coil for communication and a receiver coil for wireless charging are installed together in a battery of a portable terminal such as a smart phone, And a wireless rechargeable battery module in which an NFC antenna is installed in the battery.

일반적으로 휴대 단말기(예, 스마트폰, PDA, 등등)의 배터리 충전방식은 주로 단자연결방식이 이용되고 있었으나, 최근 들어 무선충전 방식(비접촉, 무접점 충전방식)이 점차 증가되는 추세이다.2. Description of the Related Art [0002] Generally, battery charging methods of portable terminals (e.g., smart phones, PDAs, etc.) have been mainly used for terminal connection. Recently, wireless charging methods (noncontact and solid state charging methods) have been increasing.

무선 충전방식은 충전유닛에 1차코일(자계발생코일)을 구비하고 단말기와 같은 충전 대상에 2차코일(유도코일)을 구비하여, 상기 단말기가 충전 유닛에 접근할 경우 상기 1차코일과 2차코일간의 유도결합에 의해 단말기를 충전하는 방식이다.The wireless charging system includes a primary coil (magnetic field generating coil) in a charging unit and a secondary coil (induction coil) provided in a charging object such as a terminal. When the terminal approaches the charging unit, And the terminal is charged by induction coupling between the car coils.

이와 같은 종래의 무선 충전방식은, 충전기에 1차 코일을 설치하여 송전장치를 구성하고, 휴대 단말기에 2차 코일을 설치하여 수전장치를 구성하여 무선으로 휴대장치의 내장 배터리를 충전하는데, 휴대 단말의 배터리 또는 배터리 케이스에 2차 코일을 설치하여 수전장치를 구성하는 방식이다.In such a conventional wireless charging system, a primary coil is installed in a charger to constitute a power transmission device, a secondary coil is installed in the portable terminal to charge the built-in battery of the portable device wirelessly, And a secondary coil is installed in a battery or a battery case of the battery.

그런데, 휴대폰과 같은 휴대 단말기에서는 두께를 줄이고자하는 노력을 기울이고 있기 때문에 2차 코일을 휴대 단말기 본체 또는 휴대 단말기 배터리 케이스에 내장하여 설치하는 경우, 착탈식 배터리와 연결되는 연결 접점을 필요로 하며, 배터리를 장착한 상태에서 휴대 단말기 자체를 무선 충전기에 올려놓아야 한다는 단점이 있다.However, since efforts are made to reduce the thickness of a portable terminal such as a mobile phone, when the secondary coil is installed in the portable terminal body or the portable terminal battery case, a connection contact connected to the detachable battery is required. The wireless terminal itself must be placed on the wireless charger.

한편, 휴대 단말기의 배터리의 상면 또는 하면에 2차코일을 설치할 수도 있는데, 최근 들어 휴대폰에는 근거리 무선통신을 위한 루프코일 안테나(NFC:Near Field Communication 코일)가 배터리 표면에 설치되어 있기 때문에 무선 충전을 위한 2차 코일을 배터리에 더 설치하는 경우 배터리 두께가 두꺼워진다는 단점을 피할 수 없다. 휴대폰과 같은 휴대 단말기에서는 박형화(두께가 얇은 단말기)에 많은 노력을 기울이고 있으므로, 배터리의 두께가 두꺼워진다는 것은 휴대폰의 박형화에 위배 된다는 단점을 가진다.Meanwhile, since secondary coils can be installed on the upper or lower surface of the battery of the portable terminal, recently, since a near field communication coil (NFC) for short range wireless communication is installed on the surface of the battery, It is inevitable that the secondary battery becomes thicker when the secondary coil is installed in the battery. In mobile terminals such as mobile phones, a lot of efforts are being made to thin-walled terminals (thin-walled terminals), so that thickening of the battery has a disadvantage that it is contrary to the thinning of mobile phones.

선행기술문헌 1 : 한국공개특허 2011-0133813호 "무선충전용 수신기 및 그글 구비하는 휴대용 전자기기"Prior Art Document 1: Korean Patent Laid-Open Publication No. 2011-0133813 entitled " Wireless Rechargeable Receiver and Portable Electronic Device Including a Goggle "

선행기술문헌 2 : 한국공개특허 2-11-0027661호 "무선 전력 코어 및 이를 포함하는 코어 어셈블리"
Prior Art Document 2: Korean Patent Publication No. 2-11-0027661 entitled "Wireless Power Core and Core Assembly Comprising It"

본 발명은 NFC 코일 패턴이 형성된 PCB 플레이트의 중앙부분에 천공부를 형성하고, 천공부 내에 수신코일을 삽입설치하여 두께를 최소화 하면서도 NFC코일과 무선충전용 수신코일을 함께 배터리에 설치한 무선충전용 수신코일과 NFC 안테나가 배터리에 함께 설치된 무선충전 배터리 모듈을 제공하기 위한 것이다.The present invention is characterized in that a perforation is formed in a central portion of a PCB plate on which an NFC coil pattern is formed and a receiving coil is inserted in the perforation to minimize the thickness of the NFC coil, And to provide a wireless rechargeable battery module in which a receiver coil and an NFC antenna are installed together in the battery.

또한 본 발명은 NFC 안테나와 무선 충전용 수신코일 및 데이터 통신라인을 을 2개의 배터리 단자에 공통연결하고, 배터리 팩과, 단말기 본체 사이에 데이터 통신에 의거하여 NFC 안테나의 연결을 스위칭하도록 구성하여 배터리 단자의 추가없이 구성하기 위한 것이다.
According to another aspect of the present invention, an NFC antenna, a wireless charging re- ceiving coil, and a data communication line are commonly connected to two battery terminals, and the connection between the battery pack and the terminal main body is switched based on data communication, Without the addition of terminals.

본 발명에 의한 무선충전용 수신코일과 엔에프씨 패턴이 배터리에 함께 설치된 무선충전 배터리 모듈은,The wireless rechargeable battery module in which the wireless rechargeable receiving coil and the NPF pattern according to the present invention are installed in the battery,

배터리 셀에 NFC 안테나와 무선충전용 수신코일이 함께 설치되어 패키징된 배터리 팩과;A battery pack packaged with an NFC antenna and a wireless charging receiver coil in a battery cell;

상기 배터리 팩이 장착되는 단말기 본체 내에 설치되어 상기 배터리 팩에 설치된 무선충전용 수신코일로부터 수신되는 전력을 배터리 셀에 충전시킴과 아울러 단말기 본체의 전력으로 출력하며, 상기 NFC 안테나를 통한 근거리 무선통신을 제어하는 단말기 본체의 무선충전제어수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
Charging the battery cell by receiving electric power received from a wireless charging re- ception coil provided in the battery pack mounted in the terminal body to which the battery pack is mounted and outputting electric power as a power of the terminal body, And a wireless charging control means for controlling the terminal main body.

상기 배터리 팩은,The battery pack (100)

배터리 셀과;A battery cell;

배터리 셀의 상면에 설치되는 차폐재와;A shielding material provided on an upper surface of the battery cell;

상기 차폐재의 상부에 설치되고 상면에 NFC 안테나가 도전패턴으로 형성된 플렉시블 플레이트와;A flexible plate provided on the upper surface of the shielding material and having an NFC antenna formed in a conductive pattern on an upper surface thereof;

상기 플렉시블 플레이트의 NFC 안테나 패턴의 내측부분이 천공된 천공부에 삽입 설치되는 무선충전용 수신코일과;A wireless charging reception coil in which an inner portion of the NFC antenna pattern of the flexible plate is inserted into a perforated perforation;

배터리 팩에 노출 형성되는 4개의 배터리 단자와, 상기 NFC 안테나의 2 단자를 연결/차단 스위칭하는 NFC 스위치와, 상기 NFC 스위치를 통해 연결되는 NFC 안테나의 2단자와 상기 무선충전용 수신코일의 2단자를 각각 공통으로 2개의 배터리 단자에 연결하고, 상기 NFC 스위치 앞단에서 상기 NFC 안테나의 기전력을 검출하여 상기 NFC 스위치의 연결 및 차단을 제어하는 마이크로 프로세서가 구비된 제어 PCB를 포함하여 패키징 된 것을 특징으로 한다.
An NFC switch for connecting / disconnecting the two terminals of the NFC antenna; and an antenna for connecting two terminals of the NFC antenna connected through the NFC switch and the two terminals of the wireless charging receiving coil, And a control PCB having a microprocessor connected to two battery terminals in common and controlling the connection and disconnection of the NFC switch by detecting an electromotive force of the NFC antenna at a front end of the NFC switch. do.

상기 단말기 본체의 무선충전제어수단은,The wireless charging control means of the terminal main body,

상기 NFC 안테나와 상기 무선충전용 수신코일이 공통 연결된 2개의 배터리 단자로부터 무선충전용 수신코일에 유기되는 전력을 수신받아 충전전압을 발생시켜 나머지 2개의 배터리 단자 및 단말기 본체의 전원으로 출력하는 무선충전 제어부와,Receiving coil from the two battery terminals commonly connected to the NFC antenna and the wireless charging re- ceiving coil to generate a charging voltage and output the remaining two battery terminals and power to the terminal main body A control unit,

상기 NFC 안테나 및 무선충전용 수신코일이 연결된 2개의 배터리단자와 NFC 송수신기를 연결/차단하는 NFC스위치와,An NFC switch for connecting / disconnecting the NFC transceiver and the two battery terminals to which the NFC antenna and the wireless charging re- ceiving coil are connected,

NFC 안테나를 통하는 근거리 무선통신을 위하여 상기 NFC 스위치를 제어하는 단말기 본체 프로세서를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
And a terminal main processor for controlling the NFC switch for short-range wireless communication through the NFC antenna.

또한 본 발명은, 상기 제어 PCB와 상기 단말기 본체의 무선충전 제어수단에는 각각 제어신호 통신수단을 구비하고,Further, in the present invention, the control PCB and the wireless charging control means of the terminal main body are each provided with control signal communication means,

제어 PCB의 마이크로프로세서와, 단말기 본체의 무선충전제어수단의 단말기 본체 프로세서 간에 전력선 통신을 통해 NFC 안테나의 연결/차단을 위한 데이터를 송수신하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
And transmits / receives data for connection / disconnection of the NFC antenna through the power line communication between the microprocessor of the control PCB and the terminal body processor of the wireless charging control means of the terminal main body.

이와 같은 본 발명은 배터리에 NFC 안테나와, 무선충전용 수신코일이 함께 설치되어 두께를 최소화한 구조를 제공함으로써 스마트폰 배터리의 두께 및 사이즈 증가에 대한 부담을 줄일 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, an NFC antenna and a receiving coil for wireless charging are installed in a battery to minimize the thickness of the battery, thereby reducing the burden on the thickness and size of the smartphone battery.

또한 본 발명은 NFC 안테나와 무선충전용 수신코일을 공통으로 2개의 배터리단자에 연결하고, 배터리 팩에서는 NFC 안테나의 기전력을 감지하여 NFC 안테나를 연결하며, 단말기 본체에서는 단말기 본체 프로세서의 NFC 통신모드에 의해 NFC 안테나를 연결하게 하며, 이 NFC 안테나 연결/차단 정보를 전력선 통신으로 주고받을 수 있도록 함으로써, 기존의 4개의 배터리 단자와 동일한 배터리 단자 수로 배터리 팩을 구성할 수 있는 효과가 있다.
In the present invention, an NFC antenna and a wireless charging receiving coil are commonly connected to two battery terminals. In a battery pack, an NFC antenna is connected by sensing an electromotive force of an NFC antenna. And the NFC antenna connection / disconnection information can be exchanged by the power line communication. Thus, the battery pack can be configured with the same number of battery terminals as the conventional four battery terminals.

도 1은 본 발명에 의한 무선충전용 수신코일과 엔에프씨 패턴이 배터리에 함께 설치된 무선충전 배터리 모듈 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 무선충전 배터리 모듈의 배터리 팩을 보인 분해 구성도.
도 3은 본 발명에 의한 무선 충전 배터리 모듈의 배터리 팩의 상세 구성도.
도 4는 본 발명에 의한 무선 충전 배터리 모듈의 단말기 본체의 무선충전 제어수단 구성도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram of a wireless rechargeable battery module in which a receiver coil for wireless charging according to the present invention and a NF pattern are installed together in a battery.
2 is an exploded view showing a battery pack of a wireless rechargeable battery module according to the present invention.
3 is a detailed block diagram of a battery pack of a wireless rechargeable battery module according to the present invention.
4 is a block diagram of the wireless charging control means of the terminal body of the wireless rechargeable battery module according to the present invention.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 무선충전용 수신코일과 엔에프씨 패턴이 배터리에 함께 설치된 무선충전 배터리 모듈 구성도이다.FIG. 1 is a block diagram of a wireless rechargeable battery module in which a receiver coil for wireless charging according to the present invention and an NF pattern are installed together in a battery.

무선충전 송신장치(1)에 설치된 송신코일을 통해 전송되는 전원을 무선충전수신코일에서 수신받아 배터리에 충전하는 무선충전 배터리 모듈에 있어서,A wireless rechargeable battery module for receiving power transmitted through a transmission coil provided in a wireless charging and transmitting device (1) by a wireless charging receiving coil and charging the battery,

배터리 셀(10)에 NFC 안테나(40)와 무선충전용 수신코일(60)이 함께 설치되어 패키징된 배터리 팩(3)과;A battery pack 3 packaged with an NFC antenna 40 and a wireless charging reception coil 60 installed in the battery cell 10;

상기 배터리 팩(3)이 장착되는 단말기 본체(2) 내에 설치되어 상기 배터리 팩(3)에 설치된 무선충전용 수신코일(60)로부터 수신되는 전력을 배터리 셀(10)에 충전시킴과 아울러 단말기 본체의 전력으로 출력하며, 상기 NFC 안테나(40)를 통한 근거리 무선통신을 제어하는 단말기 본체의 무선충전제어수단(100)을 포함하여 구성된다.
Charging the battery cell 10 with electric power received from the wireless charging reed coil 60 installed in the battery pack 3 installed in the terminal body 2 on which the battery pack 3 is mounted, And wireless charging control means (100) of the terminal main body for controlling the short range wireless communication through the NFC antenna (40).

도 2는 본 발명에 의한 무선충전 배터리 모듈의 배터리 팩을 보인 분해 구성도이고, 도 3은 본 발명에 의한 무선 충전 배터리 모듈의 배터리 팩의 상세 구성도이다.FIG. 2 is an exploded view showing a battery pack of the wireless rechargeable battery module according to the present invention, and FIG. 3 is a detailed block diagram of a battery pack of the wireless rechargeable battery module according to the present invention.

상기 배터리 팩(3)은,The battery pack (3)

배터리 셀(10)과;A battery cell (10);

배터리 셀(10)의 상면에 설치되는 차폐재(20)와;A shielding material 20 installed on the upper surface of the battery cell 10;

상기 차폐재(20)의 상부에 설치되고 상면에 NFC 안테나(40)가 도전패턴으로 형성된 플렉시블 플레이트(30)와;A flexible plate 30 provided on the upper surface of the shield 20 and having an NFC antenna 40 formed in a conductive pattern on the upper surface thereof;

상기 플렉시블 플레이트(30)의 NFC 안테나(40) 패턴의 내측부분이 천공된 천공부(31)에 삽입 설치되는 무선충전용 수신코일(60)과;A wireless charging receiver coil 60 inserted into the perforated hole 31 of the NFC antenna pattern 40 of the flexible plate 30;

배터리 팩(3)에 노출 형성되는 4개의 배터리 단자와, 상기 NFC 안테나(40)의 2 단자를 연결/차단 스위칭하는 NFC 스위치(75)와, 상기 NFC 스위치(75)를 통해 연결되는 NFC 안테나(40)의 2단자와 상기 무선충전용 수신코일(60)의 2단자를 각각 공통으로 2개의 배터리 단자에 연결하고, 상기 NFC 스위치(75) 앞단에서 상기 NFC 안테나(40)의 기전력을 검출하여 상기 NFC 스위치(75)의 연결 및 차단을 제어하는 마이크로 프로세서(73)가 구비된 제어 PCB(70)를 포함하여 패키징 된다.
An NFC switch 75 for connecting / disconnecting the two terminals of the NFC antenna 40, and an NFC antenna 75 connected to the NFC switch 75 through the NFC switch 75. [ 40 and the two terminals of the wireless charging receiving coil 60 are commonly connected to two battery terminals and the electromotive force of the NFC antenna 40 is detected at the front end of the NFC switch 75, And a control PCB 70 provided with a microprocessor 73 for controlling the connection and disconnection of the NFC switch 75.

도 4는 본 발명에 의한 무선 충전 배터리 모듈의 단말기 본체의 무선충전 제어수단 구성도이다.4 is a block diagram of the wireless charging control means of the terminal body of the wireless rechargeable battery module according to the present invention.

상기 단말기 본체의 무선충전제어수단(100)은,The wireless charging control means (100) of the terminal main body

상기 NFC 안테나(40)와 상기 무선충전용 수신코일(60)이 공통 연결된 2개의 배터리 단자로부터 무선충전용 수신코일(60)에 유기되는 전력을 수신받아 충전전압을 발생시켜 나머지 2개의 배터리 단자 및 단말기 본체(2)의 전원으로 출력하는 무선충전 제어부(110)와,The NFC antenna 40 and the wireless charging receiving coil 60 receive the electric power induced in the wireless charging receiving coil 60 from the two battery terminals commonly connected to each other, A wireless charging control unit 110 for outputting power to the terminal main body 2,

상기 NFC 안테나(40) 및 무선충전용 수신코일(60)이 연결된 2개의 배터리단자와 NFC 송수신기(130)를 연결/차단하는 NFC스위치(120)와,An NFC switch 120 for connecting / disconnecting the NFC transceiver 130 and the two battery terminals to which the NFC antenna 40 and the wireless charging receiving coil 60 are connected,

NFC 안테나(40)를 통하는 근거리 무선통신을 위하여 상기 NFC 스위치(120)를 제어하는 단말기 본체 프로세서(140)를 포함하여 구성된다.
And a terminal body processor (140) for controlling the NFC switch (120) for short-range wireless communication through the NFC antenna (40).

또한 본 발명은, 상기 제어 PCB(70)와 상기 단말기 본체의 무선충전 제어수단(100)에는 각각 제어신호 통신수단(74)(150)을 구비하고,The present invention is also characterized in that the control PCB 70 and the wireless charging control means 100 of the terminal main body are provided with control signal communication means 74 and 150 respectively,

제어 PCB(70)의 마이크로프로세서(73)와, 단말기 본체의 무선충전제어수단(100)의 단말기 본체 프로세서(140) 간에 전력선 통신을 통해 NFC 안테나(40)의 연결/차단을 위한 데이터를 송수신하도록 구성된다.
To transmit / receive data for connecting / disconnecting the NFC antenna 40 through power line communication between the microprocessor 73 of the control PCB 70 and the terminal body processor 140 of the wireless charging control means 100 of the terminal body .

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 무선충전용 배터리 모듈은, 배터리 셀(10)에 NFC 안테나(40)와 무선충전용 수신코일(60)이 함께 설치된 것을 특징으로 한다.In the battery module for wireless charging according to the present invention, the NFC antenna 40 and the wireless charging receiving coil 60 are installed together in the battery cell 10.

배터리 셀(10)의 상면에 차폐재(20) 및 플렉시블 플레이트(30)를 적층하되, 플렉시블 플레이트(30)에는 가장자리부분으로 NFC 안테나(40)가 도전 패턴으로 형성된다.The shielding member 20 and the flexible plate 30 are stacked on the upper surface of the battery cell 10 and the NFC antenna 40 is formed as a conductive pattern on the flexible plate 30 as an edge portion.

NFC 안테나(40)의 외측 단자는 플렉시블 플레이트(30)에서 연장되는 연결부(50)의 단자에 상면으로 연결되며, NFC 안테나(40)의 내측 단자는 플렉시블 플레이트(30)를 관통하여 하면에 형성되는 도전패턴을 통해서 상기 연결부(50)의 단자에 연결된다.The outer terminal of the NFC antenna 40 is connected to the terminal of the connection portion 50 extending from the flexible plate 30 and the inner terminal of the NFC antenna 40 is formed on the lower surface of the flexible plate 30 And is connected to a terminal of the connection portion 50 through a conductive pattern.

그리고, 플렉시블 플레이트(30)에는 천공부(31)가 형성되어 타원 도너츠 형상으로 가공된 무선충전용 수신코일(60)이 안착된다. 이때, 무선충전용 수신코일(60)의 외측단자는 플랙시블 플레이트(30)의 천공부(31) 외측에 형성된 접속부(33)에 연결되며, 무선충전용 수신코일(60)의 내측 단자는 천공부(31)의 내측에 연결된 플렉시블 플레이트(30)의 내측 접속부(32)에 각각 연결되며, 플렉시블 플레이트(30)에 형성된 접속부(32)(33)는 각각 플렉시블 플레이트(30)를 관통하여 하면에 형성된 도전패턴을 통해서 연결부(50)의 각 단자에 연결된다.The flexible plate 30 is provided with a perforation 31 to receive a wireless charging reception coil 60 formed into an oval donut shape. The outer terminal of the wireless charging reed coil 60 is connected to the connection portion 33 formed outside the perforations 31 of the flexible plate 30 and the inner terminal of the wireless reed- The connecting portions 32 and 33 formed on the flexible plate 30 are respectively connected to the inner connecting portion 32 of the flexible plate 30 connected to the inner side of the work 31, And is connected to each terminal of the connection portion 50 through the formed conductive pattern.

플렉시블 플레이트(30)의 연결부(50)의 단자들은 제어 PCB(70)에 각각 연결되며, 제어 PCB(70)는 도 3과 같은 회로 구성으로 이루어진다.The terminals of the connection portion 50 of the flexible plate 30 are connected to the control PCB 70 respectively and the control PCB 70 has the circuit configuration as shown in FIG.

그런데, NFC 안테나(40)와 무선충전용 수신코일(60)이 함께 설치된 경우, 배터리 단자를 설치하는 제어 PCB(70)에 2개의 NFC 안테나 단자와, 2개의 무선충전용 수신코일(60)의 단자 및 2개의 배터리 단자를 구비하게 된다면, 본 발명의 도 3 및 도 4와 같이 NFC 스위치(75)(120)나 이를 제어하는 마이크로프로세서 및 제어신호 통신수단 등을 설치하지 않고서 구성할 수 있다. When the NFC antenna 40 and the wireless charging receiving coil 60 are installed together, the two NFC antenna terminals and the two wireless charging receiving coils 60 are connected to the control PCB 70, Terminals and two battery terminals, it is possible to configure the NFC switches 75 and 120 or a microprocessor and control signal communication means for controlling the NFC switches 75 and 120 as shown in FIGS. 3 and 4 of the present invention.

이 경우, 2개의 단자를 통해 NFC 안테나(40)가 연결된 단말기 본체(2)내에서 NFC 송수신기(130)가 NFC 안테나(40)를 통하는 근거리 무선통신을 수행하고, 2개의 단자를 통해 무선충전용 수신코일(60)과 연결되는 단말기 본체(2)내의 무선충전 제어부(110)가 수신전력을 안정화시켜 충전 전압을 발생하여 2개의 배터리 단자를 통해 배터리 팩으로 연결하여 배터리 셀에 충전시키는 구조로 구성할 수 있다.In this case, the NFC transceiver 130 performs short-range wireless communication through the NFC antenna 40 in the terminal main body 2 in which the NFC antenna 40 is connected through the two terminals, The wireless charging controller 110 in the terminal main body 2 connected to the receiving coil 60 stabilizes the received power to generate a charging voltage and connect the battery pack through the two battery terminals to charge the battery cell can do.

한편, 통상의 배터리 팩은, 4개의 배터리 단자를 구비하는 구성으로서, 배터리 팩과의 연결 단자를 추가하는 경우 단말기 본체의 사이즈에 영향을 주무로, 본 발명에서는 2개의 단자를 NFC 안테나 단자와 무선충전용 수신코일 단자로 공통 연결하여 사용할 수 있도록 한 것이다.On the other hand, a conventional battery pack has four battery terminals and affects the size of the terminal main body when a connection terminal with the battery pack is added. In the present invention, two terminals are connected to the NFC antenna terminal And can be commonly connected to the receiving coil terminal for charging.

NFC 안테나(40)를 통하는 근거리 무선통신의 데이터는 약 13.56MHz 주파수를 가지는 근거리 무선통신 데이터이고, 무선충전용 수신코일(60)을 통해 수신되는 전원은 약 60Hz의 주파수를 가지는 것이므로, NFC 송수신기(130)에서 근거리 무선통신 데이터는 구별되어 통신할 수 있게 된다.The data of the short-range wireless communication through the NFC antenna 40 is the short-range wireless communication data having the frequency of about 13.56 MHz and the power received through the wireless charging receiver coil 60 has the frequency of about 60 Hz. Therefore, the NFC transceiver 130, the short-range wireless communication data can be distinguished and communicated.

본 발명은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 배터리 팩(3)에 4개의 배터리 단자(71)가 노출 형성된다.As shown in FIGS. 3 and 4, four battery terminals 71 are exposed in the battery pack 3 according to the present invention.

NFC 안테나(40)의 2개의 단자는 NFC 스위치(75)를 통해서 2개의 배터리 단자에 연결되고, 무선충전용 수신코일(60)의 2개의 단자도 상기 NFC 스위치(75)를 통해 연결되는 2개의 배터리 단자에 공통 연결된다. 그리고, 나머지 2개의 배터리 단자는, 배터리셀 보호회로(72)를 통해서 배터리 셀(10)에 연결된다.Two terminals of the NFC antenna 40 are connected to two battery terminals through an NFC switch 75 and two terminals of the wireless charging receiving coil 60 are connected to the two terminals through the NFC switch 75 And are commonly connected to battery terminals. The remaining two battery terminals are connected to the battery cell 10 through the battery cell protection circuit 72.

상기 제어 PCB(70)에서는 배터리 팩(3)의 NFC 안테나(40)에 근거리 무선통신 수신을 위한 기전력이 유기되면 마이크로 프로세서(73)가 NFC 센싱라인을 통해 감지하고, NFC 스위치(75)를 온시켜 NFC 안테나(40)를 통해 수신되는 근거리 무선통신 데이터를 2개의 배터리 단자를 통해서 단말기 본체(2) 측으로 연결하게 된다. NFC 안테나(40)에 기전력이 유기되지 않으면 NFC 스위치(75)는 오프 상태를 유지한다.The microprocessor 73 senses the electromotive force to the NFC antenna 40 of the battery pack 3 through the NFC sensing line and the NFC switch 75 is turned on And the short range wireless communication data received through the NFC antenna 40 is connected to the terminal body 2 through the two battery terminals. If no electromotive force is induced in the NFC antenna 40, the NFC switch 75 remains off.

상기 마이크로 프로세서(73)는 NFC 안테나(40)로부터 데이터 수신을 위한 기전력이 감지되면, 상기 NFC 스위치(75)를 온 시킴과 동시에 제어신호 통신수단(74)을 통해 NFC 수신모드 제어신호를 전원신호에 실어서 단말기 본체(2) 측으로 전송하며, 단말기 본체(2) 측으로부터 NFC 송신모드 제어신호를 전원신호로부터 검출하여 상기 NFC 스위치(75)를 제어하게 된다.The microprocessor 73 turns on the NFC switch 75 and simultaneously transmits an NFC reception mode control signal through the control signal communication means 74 to the power supply signal And controls the NFC switch 75 by detecting the NFC transmission mode control signal from the power supply signal from the terminal main body 2 side.

한편, 단말기 본체의 무선충전 제어수단(100)은 2개의 배터리 단자에 NFC 스위치(120)와 무선충전 제어부(110)가 공통 연결되고, 무선 충전 제어부(110)에서 출력되는 충전 전압 출력단자가 나머지 2개의 배터리 단자에 연결됨과 아울러 단말기 본체(2)의 전원단자에 연결되어 구성된다.The NFC switch 120 and the wireless charging control unit 110 are commonly connected to two battery terminals of the terminal main body and the charging voltage output terminal of the wireless charging control unit 110 is connected to the remaining two terminals And is connected to the power terminal of the terminal main body 2.

따라서, 무선 충전 제어부(110)는 배터리 팩(3)에 설치된 무선 충전용 수신코일(60)로부터 수신되는 전원을 충전 전압으로 발생시켜 배터리 팩(3)으로 전송시켜 배터리 셀에 충전시킴과 아울러 충전전압을 단말기 본체(2)의 전원으로 출력하게 된다.Accordingly, the wireless charging control unit 110 generates the charging voltage for the power received from the wireless charging recharge coil 60 provided in the battery pack 3, and transmits the charging voltage to the battery pack 3 to charge the battery cell, And outputs the voltage to the power source of the terminal main body 2.

본 발명은, NFC 안테나와, 무선충전용 수신코일 및 마이크로프로세서의 NFC 송수신모드 제어신호를 2개의 배터리 단자로 공용화 한것을 특징으로 한다.The present invention is characterized in that NFC transmitting / receiving mode control signals of an NFC antenna, a wireless charging receiving coil and a microprocessor are shared by two battery terminals.

무선충전 송신장치(1) 위에 무선충전 단말기(예; 무선충전 스마트폰)가 올려져 있지 않을 때나 올려져 있을 때 평소 상태에서는 배터리 팩(3) 및 단말기 본체(2) 내의 NFC 스위치(75)(120)가 모두 오프 상태로서 NFC 안테나(40)는 무선충전용 수신코일(60)이 연결된 단자대에 영향을 주지 않고, 이 상태에서 무선충전 송신장치(1) 위에 무선충전 단말기(예; 무선충전 스마트폰)가 올려지면, 무선충전용 수신코일(60)에 유도된 전력이 무선충전 제어부(110)의 제어에 의해 배터리 셀(10)에 충전되는 것이다.When the wireless charging terminal (for example, a wireless charging smartphone) is not placed on the wireless charging and transmitting device 1 and the NFC switch 75 (in the normal state) The NFC antenna 40 does not affect the terminal block to which the wireless charging receiver coil 60 is connected and in this state the wireless charging terminal 1 The electric power induced in the wireless charging re- ceiving coil 60 is charged into the battery cell 10 under the control of the wireless charging control unit 110. [

한편, 단말기 본체(2)를 NFC 테그(NFC Tag)에 근접 및 놓이게 되면, 배터리 팩(3)의 마이크로 프로세서(73)가 이를 감지하여 배터리 팩(3)의 NFC 스위치(75)를 온시킴과 아울러 제어신호 통신수단(74)을 통해 NFC 수신모드 제어신호를 전송하며, 이를 단말기 본체(2)의 제어신호 통신수단(150)을 통해 단말기 본체 프로세서(140)가 감지하여 단말기 본체(2) 내의 NFC 스위치(120)를 온시켜 NFC통신이 가능하게 한다. 이때 단말기 본체(2)는 무선충전 송신장치(1)로부터 떨어진 상태이므로 NFC 안테나(40)가 연결된 배터리 단자를 통하는 라인에 전원이 유기되지 않아 영향을 주지 않는다.Meanwhile, when the terminal main body 2 is placed close to the NFC tag, the microprocessor 73 of the battery pack 3 senses this and turns on the NFC switch 75 of the battery pack 3 And transmits the NFC reception mode control signal through the control signal communication means 74 to the terminal main body processor 140 through the control signal communication means 150 of the terminal main body 2, The NFC switch 120 is turned on to enable NFC communication. At this time, since the terminal main body 2 is away from the wireless charging and transmitting apparatus 1, power is not supplied to the line through the battery terminal to which the NFC antenna 40 is connected and does not affect it.

NFC 안테나(40)와 무선충전용 수신코일(60)이 동시에 연결된 상태가 e하나, 아때에는 NFC 테그로부터 13.56MHz의 신호가 유입되는 상태이고, 무선충전용 수신코일(60)은 하이 임피던스 상태로 인식되어 영향을 주지 않는다. 제어신호 통신수단(74)(150)을 통해서 NFC 통신모드를 인식한 경우, 본체의 NFC 스위치(120)도 연결되어 NFC 송수신기(130)를 통하여 통신이 이루어진다. 통신이 종료된 후, 단말기 본체(2)가 NFC 테그로부터 떨어지게 되면 마이크로프로세서(73)는 NFC 스위치(75)를 오프시키고, 제어신호 통신수단(74)을 통해 단말기 본체(2)로 전송하여 단말기 본체(2)의 NFC 스위치(120)를 오프시킨다.When the NFC antenna 40 and the wireless charging receiving coil 60 are connected at the same time, a signal of 13.56 MHz flows from the NFC tag and the wireless charging receiving coil 60 is in a high impedance state It is recognized and does not affect. When the NFC communication mode is recognized through the control signal communication means (74, 150), the NFC switch (120) of the main body is also connected and communication is performed through the NFC transceiver (130). The microprocessor 73 turns off the NFC switch 75 and transmits the NFC switch 75 to the terminal main body 2 via the control signal communication means 74. When the terminal main body 2 is disconnected from the NFC tag, The NFC switch 120 of the main body 2 is turned off.

이와 같이 NFC 존재 여부를 마이크로프로세서에 알려주는 1비트 데이터 통신라인은 밴드패스 필터(BPF) 및 커플링 콘덴서(C1)를 무선충전용 수신코일(60)이 연결된 배터리 단자에 연결하고, 단말기 본체(2)에서도 같은 방식을 적용하면 배터리 팩(3)의 마이크로 프로세서(73)와 스마트폰 단말기 본체(2)의 프로세서간에 1비트 데이터 통신이 구현되며, NFC 통신모드 뿐만 아니라 무선 충전상태를 단말기 본체로 전달하여 충전상태를 정확하게 알려 줄 수 있게 된다.
The 1-bit data communication line informing the microprocessor of the presence of the NFC is connected to the battery terminal to which the wireless charging reed coil 60 is connected, and the band pass filter (BPF) and the coupling capacitor C1 are connected to the terminal body 2, a 1-bit data communication is realized between the microprocessor 73 of the battery pack 3 and the processor of the smartphone terminal main body 2, and the wireless charging state is transmitted to the main body of the terminal So that the state of charge can be accurately reported.

1 : 무선충전 송신장치 2 : 단말기 본체
3 : 배터리 팩 10 : 배터리 셀
20 : 차폐재 30 : 플렉시블 플레이트
31 : 천공부 32, 33 : 접속부
40 : NFC 안테나 패턴 50 : 연결부
60 : 수신코일 70 : 제어PCB
71 : 배터리 단자 72 : 배터리셀 보호회로
73 : 마이크로프로세서 74 : 배터리 팩의 제어신호 통신수단
75 : 배터리 팩의 NFC 스위치 100 : 단말기 본체의 무선충전 제어수단
11 : 무선충전 제어부 120 : 단말기 본체의 NFC 스위치
130 : NFC 송수신기 140 : 단말기 본체 프로세서
150 : 단말기 본체의 제어신호 통신수단1: wireless charging transmission device 2: terminal body
3: Battery pack 10: Battery cell
20: Shielding material 30: Flexible plate
31: Thinning 32, 33: Connection
40: NFC antenna pattern 50: connection
60: Receiving coil 70: Control PCB
71: Battery terminal 72: Battery cell protection circuit
73: Microprocessor 74: Control signal communication means of the battery pack
75: NFC switch of battery pack 100: Wireless charging control means
11: Wireless charging controller 120: NFC switch of the terminal body
130: NFC transceiver 140: terminal body processor
150: control signal communication means of the terminal main body

Claims (4)

무선충전 배터리 모듈에 있어서,
배터리 셀(10)에 NFC 안테나(40)와 무선충전용 수신코일(60)이 함께 설치되어 패키징된 배터리 팩(3)과;
상기 배터리 팩(3)이 장착되는 단말기 본체(2) 내에 설치되어 상기 배터리 팩(3)에 설치된 무선충전용 수신코일(60)로부터 수신되는 전력을 배터리 셀(10)에 충전시킴과 아울러 단말기 본체의 전력으로 출력하며, 상기 NFC 안테나(40)를 통한 근거리 무선통신을 제어하는 단말기 본체의 무선충전제어수단(100)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 무선충전용 수신코일과 엔에프씨 패턴이 배터리에 함께 설치된 무선충전 배터리 모듈.
A wireless rechargeable battery module comprising:
A battery pack 3 packaged with an NFC antenna 40 and a wireless charging reception coil 60 installed in the battery cell 10;
Charging the battery cell 10 with electric power received from the wireless charging reed coil 60 installed in the battery pack 3 installed in the terminal body 2 on which the battery pack 3 is mounted, And a wireless charging control means (100) of the terminal main body for controlling the short range wireless communication through the NFC antenna (40), characterized in that the wireless charging control means (100) for wireless charging and the N- A wireless rechargeable battery module installed together.
제 1 항에 있어서, 상기 배터리 팩(3)은,
배터리 셀(10)과;
배터리 셀(10)의 상면에 설치되는 차폐재(20)와;
상기 차폐재(20)의 상부에 설치되고 상면에 NFC 안테나(40)가 도전패턴으로 형성된 플렉시블 플레이트(30)와;
상기 플렉시블 플레이트(30)의 NFC 안테나(40) 패턴의 내측부분이 천공된 천공부(31)에 삽입 설치되는 무선충전용 수신코일(60)과;
배터리 팩(3)에 노출 형성되는 4개의 배터리 단자와, 상기 NFC 안테나(40)의 2 단자를 연결/차단 스위칭하는 NFC 스위치(75)와, 상기 NFC 스위치(75)를 통해 연결되는 NFC 안테나(40)의 2단자와 상기 무선충전용 수신코일(60)의 2단자를 각각 공통으로 2개의 배터리 단자에 연결하고, 상기 NFC 스위치(75) 앞단에서 상기 NFC 안테나(40)의 기전력을 검출하여 상기 NFC 스위치(75)의 연결 및 차단을 제어하는 마이크로 프로세서(73)가 구비된 제어 PCB(70)를 포함하여 패키징 된 것을 특징으로 하는 무선충전용 수신코일과 엔에프씨 패턴이 배터리에 함께 설치된 무선충전 배터리 모듈.
The battery pack according to claim 1, wherein the battery pack (3)
A battery cell (10);
A shielding material 20 installed on the upper surface of the battery cell 10;
A flexible plate 30 provided on the upper surface of the shield 20 and having an NFC antenna 40 formed in a conductive pattern on the upper surface thereof;
A wireless charging receiver coil 60 inserted into the perforated hole 31 of the NFC antenna pattern 40 of the flexible plate 30;
An NFC switch 75 for connecting / disconnecting the two terminals of the NFC antenna 40, and an NFC antenna 75 connected to the NFC switch 75 through the NFC switch 75. [ 40 and the two terminals of the wireless charging receiving coil 60 are commonly connected to two battery terminals and the electromotive force of the NFC antenna 40 is detected at the front end of the NFC switch 75, And a control PCB (70) provided with a microprocessor (73) for controlling the connection and disconnection of the NFC switch (75), and a wireless charging rechargeable coil Battery module.
제 2 항에 있어서, 상기 단말기 본체의 무선충전제어수단(100)은,
상기 NFC 안테나(40)와 상기 무선충전용 수신코일(60)이 공통 연결된 2개의 배터리 단자로부터 무선충전용 수신코일(60)에 유기되는 전력을 수신받아 충전전압을 발생시켜 나머지 2개의 배터리 단자 및 단말기 본체(2)의 전원으로 출력하는 무선충전 제어부(110)와,
상기 NFC 안테나(40) 및 무선충전용 수신코일(60)이 연결된 2개의 배터리단자와 NFC 송수신기(130)를 연결/차단하는 NFC스위치(120)와,
NFC 안테나(40)를 통하는 근거리 무선통신을 위하여 상기 NFC 스위치(120)를 제어하는 단말기 본체 프로세서(140)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 무선충전용 수신코일과 엔에프씨 패턴이 배터리에 함께 설치된 무선충전 배터리 모듈.
[3] The apparatus of claim 2, wherein the wireless charging control means (100)
The NFC antenna 40 and the wireless charging receiving coil 60 receive the electric power induced in the wireless charging receiving coil 60 from the two battery terminals commonly connected to each other, A wireless charging control unit 110 for outputting power to the terminal main body 2,
An NFC switch 120 for connecting / disconnecting the NFC transceiver 130 and the two battery terminals to which the NFC antenna 40 and the wireless charging receiving coil 60 are connected,
And a terminal body processor (140) for controlling the NFC switch (120) for short-range wireless communication through the NFC antenna (40). Rechargeable battery module.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 제어 PCB(70)와 상기 단말기 본체의 무선충전 제어수단(100)에는 각각 제어신호 통신수단(74)(150)을 구비하고,
제어 PCB(70)의 마이크로프로세서(73)와, 단말기 본체의 무선충전제어수단(100)의 단말기 본체 프로세서(140) 간에 전력선 통신을 통해 NFC 안테나(40)의 연결/차단을 위한 데이터를 송수신하도록 구성된 것을 특징으로 하는 무선충전용 수신코일과 엔에프씨 패턴이 배터리에 함께 설치된 무선충전 배터리 모듈.
The method according to claim 2 or 3,
The control PCB 70 and the wireless charging control means 100 of the terminal main body each include control signal communication means 74 and 150,
To transmit / receive data for connecting / disconnecting the NFC antenna 40 through power line communication between the microprocessor 73 of the control PCB 70 and the terminal body processor 140 of the wireless charging control means 100 of the terminal body And a wireless rechargeable battery module in which an NF pattern is installed together with the battery.
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