コアレス超薄型プリント回路基板変圧器及びそれを利用した無接点バッテリ充電器
【課題】 移動端末機のサイズの小型化を制約しない新しい変圧器及び前記新しい変圧器を利用する無接点バッテリ充電器を提供する。
【解決手段】 ＰＣＢ変圧器７２を使用する無接点バッテリ充電器は、常用電源を高周波方形波に変換してＰＣＢ変圧器７２の１次側７６に印加する変換器１００と、ＰＣＢ変圧器７２の１次側７６に印加された方形波が発生した磁界によってＰＣＢ変圧器７２の２次側７８の巻線に誘導された起電力を直流に変換して充電回路に印加する充電器と、から構成される。
【解決手段】 ＰＣＢ変圧器７２を使用する無接点バッテリ充電器は、常用電源を高周波方形波に変換してＰＣＢ変圧器７２の１次側７６に印加する変換器１００と、ＰＣＢ変圧器７２の１次側７６に印加された方形波が発生した磁界によってＰＣＢ変圧器７２の２次側７８の巻線に誘導された起電力を直流に変換して充電回路に印加する充電器と、から構成される。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、バッテリ充電器に関し、特に、無接点バッテリ充電器に関する。
【０００２】
【従来の技術】携帯電話、携帯情報端末(ＰＤＡ)、パームトップ(Palm-top)コンピュータ、インターネットフォンなどのような携帯用情報通信及び演算機器は、充電バッテリをエネルギー源として使用するので、基本的にバッテリ充電器を必要とする。
【０００３】現在、一般に用いられているのデスクトップ及び携帯用充電器は、バッテリとバッテリ充電器とを電気的に接触させる接触型の充電方式を採択している。しかしながら、接触型充電器は、幾つかの解決すべき問題点を有している。
【０００４】第１に、接触不良による充電不良及びバッテリの寿命短縮の問題がある。第２に、充電器及び通信機器が湿気やほこりに曝される場合、システムの性能が低下する。第３に、外部に露出している充電用金属端子が使用者の衣服と接触する時に発生する静電気によって、通信機器の誤動作が発生するようになり、製品の信頼性が低下する。
【０００５】前記のような問題点を解決するために、電気的に接触せずに、磁気結合を利用してバッテリを充電する無接点充電方式の適用のための研究が進んでいる。携帯用通信機器のために適用される前記のようなバッテリ充電器の場合、磁気コアを使用する従来の変圧器を磁気結合の媒体として使用する。この場合、磁気コアを使用して製作された変圧器の２次側が携帯用情報機器の内部に装着されるべきであるが、そうすると、前記携帯用情報機器のサイズが大きくなり、前記通信機器の形態も制約を受けるようになる。さらに、応用システムの機械的な強度も低下する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的は、磁気コアの不使用により、移動端末機のサイズの小型化を制約しない新しい変圧器を提供することにある。
【０００７】本発明の他の目的は、前記新しい変圧器を利用する無接点バッテリ充電器を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記のような目的を達成するために、本発明の第１実施形態による超薄型プリント回路基板(Printed Circuit Board: 以下、ＰＣＢと称する)変圧器は、第１巻線が設置された第１プリント回路基板と、第２巻線が設置され、前記第１プリント回路基板から平行に垂直方向に一定の間隔を置いて配置された第２プリント回路基板と、から構成されることを特徴とする。
【０００９】前記のような目的を達成するために、本発明の第２実施形態による無接点バッテリ充電器は、ＰＣＢ変圧器の１次側を備え、常用電源を高周波方形波に変換して前記ＰＣＢ変圧器の１次側に印加する変換器と、入力電圧をより低い電圧に変換してバッテリに供給する充電回路及びＰＣＢ変圧器の２次側を備え、前記ＰＣＢ変圧器の１次側に印加された方形波が発生した磁界によって前記ＰＣＢ変圧器の２次側の巻線に誘導された起電力を直流に変換して前記充電回路に印加する充電器と、から構成されることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明による好適な一実施形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、図面中、同一な構成要素及び部分には、可能な限り同一な符号及び番号を共通使用するものとする。そして、以下の説明では、具体的な回路の構成素子が示されているが、これに限られることなく本発明を実施できることは、当技術分野で通常の知識を有する者には自明である。また、下記説明において、本発明の要旨を明確にするために関連した公知機能または構成に対する具体的な説明は省略する。
【００１１】本発明は、磁気コアを使用せず、一般的なＰＣＢ回路上に変圧器の巻線を設置したＰＣＢ変圧器を使用してバッテリの無接点充電を具現する方法及び無接点バッテリ充電器の回路構成に関する。
【００１２】図１は、本発明の実施形態によるＰＣＢ変圧器の構造を示す。図１のように、ＰＣＢ回路に巻線を設置した変圧器の１次側及び２次側を、平行に垂直方向に一定の間隔を置いて配置すると、ＰＣＢ変圧器７２の１次側７６及び２次側７８が磁気的に結合されて、無接点充電を可能とする。前記ＰＣＢ変圧器７２の長所は、変圧器を薄型(low-profile)に製作することができ、変圧器のサイズ及び形態を応用機器に応じて変形することができることにある。さらに、前記ＰＣＢ変圧器７２は、磁気コアを使用しないため、コストが低廉で、機械的な強度が非常に高い。また、前記ＰＣＢ変圧器７２をフレキシブルＰＣＢ(flexible PCB)を使用して製作すると、変圧器の重量及び高さをさらに低減することができる。
【００１３】図２は、図１のＰＣＢ変圧器を利用した携帯電話用の無接点バッテリ充電器の側面図である。変換器１００は、常用電源を前記ＰＣＢ変圧器７２の駆動に適合した高周波方形波(square wave)に変換する。前記変換器１００の上面には図１のＰＣＢ変圧器７２の１次側７６が装着される。
【００１４】バッテリパック３００の表面に図１のＰＣＢ変圧器７２の２次側７８を設置する。また、バッテリ充電及び制御のために必要な回路を小型に製作して、前記バッテリパック３００の内部に装着する。
【００１５】図２に示すように、前記バッテリパック３００付きの携帯電話２００を、前記バッテリパック３００が下向きになるように前記変換器１００の上面に置いて、前記バッテリパック３００に無接点充電が始まるようにする。充電は、接触子１４０及び３４０を通して遂行される。
【００１６】前記のような充電方式は、現在使用されている携帯電話やバッテリパックの形態及びサイズに大きな影響を与えずに、無接点充電を可能にする。この充電方式は、携帯電話だけでなく、ＰＤＡ、パームトップ、及びインターネットフォンなどの携帯用情報通信及び演算機器に適用することができる。
【００１７】図３は、図１のＰＣＢ変圧器７２の２次側７８をバッテリパック３００の表面に装着した状態を示す。図４は、本発明の実施形態による携帯電話用の無接点バッテリ充電器の構成を示す。
【００１８】前記無接点バッテリ充電器は、前記ＰＣＢ変圧器７２の１次側７６を含む変換器１００と、前記ＰＣＢ変圧器７２の２次側７８を含む充電器とから構成される。
【００１９】前記ＰＣＢ変圧器７２の２次側７８は、前記バッテリパック３００の表面に装着され、前記充電器に関連した回路は、前記バッテリパック３００の内部に設置される。前記バッテリパック３００の内部に点線で表示される部分が充電器である。
【００２０】前記変換器１００は、ダイオード整流器Ｄ１乃至Ｄ４、出力キャパシター(output capacitor)Ｃ１、インバータ(inverter)１１０、及びＰＣＢ変圧器７２の１次側７６から構成される。
【００２１】前記変換器１００に印加された常用電源Ｖｓは、前記ダイオード整流器Ｄ１乃至Ｄ４及び出力キャパシターＣ１から構成された整流回路を経て直流に変換された後、前記インバータ１１０の入力端に印加される。前記インバータ１１０に印加された直流電圧は、高周波方形波に変換された後、前記ＰＣＢ変圧器７２の１次側７６に印加される。
【００２２】前記ＰＣＢ変圧器７２の１次側７６に印加された方形波は、磁界(magnetic field)を発生し、この磁界は、前記ＰＣＢ変圧器７２の２次側７８の巻線８０に起電力を誘導する。前記ＰＣＢ変圧器７２の２次側７８の巻線８０に誘導された前記起電力は、ダイオード整流器Ｄ５乃至Ｄ８及びキャパシターＣ２から構成される整流回路によって直流に変換されて充電回路３２０に印加される。
【００２３】前記充電回路３２０は、入力電圧をより低い電圧に変換してリチウムイオンバッテリＢＡＴに印加する。制御及び監視回路３６０は、前記バッテリＢＡＴの電圧及び電流を感知し、前記感知された信号に基づいて適切な制御信号を発生して前記充電回路３２０に供給する。さらに、前記制御及び監視回路３６０は、前記バッテリＢＡＴの電圧を感知して前記バッテリＢＡＴの充放電状態を点検し、前記バッテリの状態に対する情報を携帯電話の内部に伝達する。
【００２４】図５は、本発明の他の実施形態による無接点バッテリ充電器の詳細回路を示す。１次側変換器の核心回路であるインバータ１１０は、ハーフブリッジ(half-bridge)直列共振インバータ(series resonant inverter)から構成される。
【００２５】参照符号Ｃ３及びＣ４は、入力電圧を二分するためのキャパシターであり、Ｑ１及びＱ２は、モス(ＭＯＳ)型の電界効果トランジスタスイッチである。参照符号Ｔ１は、磁気コアを使用する一般的な降圧変圧器であり、Ｔ２は、本発明の実施形態によるＰＣＢ変圧器である。
【００２６】前記キャパシターＣ１の両端に印加された電圧は、キャパシターＣ３及びＣ４によって二分され、スイッチＱ１及びＱ２のスイッチング作用によって方形波に変換された後、キャパシターＣ５を経て降圧変圧器Ｔ１の１次側に印加される。ここで、前記キャパシターＣ５は、直流成分を遮断し、前記変圧器Ｔ１は、前記ＰＣＢ変圧器Ｔ２の１次側に印加される方形波のサイズを小さくする。
【００２７】キャパシターＣ６は、共振キャパシターであり、前記ＰＣＢ変圧器Ｔ２の漏れインダクタンスと結合して直列共振回路を形成する。前記ＰＣＢ変圧器Ｔ２の２次側に誘導された電圧は、前記整流回路を経て充電回路３２０に印加される。
【００２８】前記インバータ１１０は、下記のように、前記ＰＣＢ変圧器Ｔ２の短所が効果的に克服できる回路方式を採択したことである。
【００２９】第１に、降圧変圧器Ｔ１は、回路の効率が低下することを防止する。前記ＰＣＢ変圧器Ｔ２は、一般の変圧器に比べて磁化インダクタンス(magnetizing inductance)が小さい。従って、前記降圧変圧器Ｔ１を使用しない場合、磁化電流(magnetizing current)が増加しすぎて、前記インバータの効率が低下する。
【００３０】第２に、前記ＰＣＢ変圧器Ｔ２は、一般の変圧器に比べて漏れインダクタンスが比較的大きい。従って、前記インバータ１１０は、前記ＰＣＢ変圧器Ｔ２の漏れインダクタンスを共振インダクタンスとして活用して回路の効能を高める。
【００３１】一方、前記本発明の詳細な説明では具体的な実施形態に挙げて説明してきたが、本発明の範囲内で様々な変形が可能であるということは勿論である。従って、本発明の範囲は前記実施形態によって限られるべきでなく、特許請求の範囲とそれに均等なものによって定められるべきである。
【００３２】
【発明の効果】前述してきたように、本発明は、超薄型ＰＣＢ変圧器を使用する無接点バッテリ充電器を具現することにより、携帯用機器を小型化することができる。前記ＰＣＢ変圧器は、その材質によって重量及び高さを低減することができ、それによって、前記携帯用機器をさらに小型化することができる。また、変圧器のサイズ及び形態を応用機器に応じて適切に変形することができるので、その形態を制約しないという長所がある。また、前記ＰＣＢ変圧器は、磁気コアを使用しないため、コストが低廉で、機械的な強度が高くなり、製品の信頼度を高める。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態によるＰＣＢ変圧器の構造を示す図である。
【図２】 図１のＰＣＢ変圧器を利用した携帯電話用の無接点バッテリ充電器の側面図である。
【図３】 図１のＰＣＢ変圧器の２次側がバッテリパックの表面に装着された状態の示す図である。
【図４】 本発明の実施形態による携帯電話用の無接点バッテリ充電器の概略的な構成を示す図である。
【図５】 本発明の他の実施形態による携帯電話用の無接点バッテリ充電器の詳細回路を示す図である。
【符号の説明】
７２ ＰＣＢ変圧器
７４ 巻線
７６ ＰＣＢ変圧器の１次側
７８ ＰＣＢ変圧器の２次側
８０ 巻線
１００ 変換器
１４０ 接触子
２００ 形態電話
３００ バッテリパック
３２０ 充電回路
３４０ 接触子
３６０ 制御及び監視回路
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、バッテリ充電器に関し、特に、無接点バッテリ充電器に関する。
【０００２】
【従来の技術】携帯電話、携帯情報端末(ＰＤＡ)、パームトップ(Palm-top)コンピュータ、インターネットフォンなどのような携帯用情報通信及び演算機器は、充電バッテリをエネルギー源として使用するので、基本的にバッテリ充電器を必要とする。
【０００３】現在、一般に用いられているのデスクトップ及び携帯用充電器は、バッテリとバッテリ充電器とを電気的に接触させる接触型の充電方式を採択している。しかしながら、接触型充電器は、幾つかの解決すべき問題点を有している。
【０００４】第１に、接触不良による充電不良及びバッテリの寿命短縮の問題がある。第２に、充電器及び通信機器が湿気やほこりに曝される場合、システムの性能が低下する。第３に、外部に露出している充電用金属端子が使用者の衣服と接触する時に発生する静電気によって、通信機器の誤動作が発生するようになり、製品の信頼性が低下する。
【０００５】前記のような問題点を解決するために、電気的に接触せずに、磁気結合を利用してバッテリを充電する無接点充電方式の適用のための研究が進んでいる。携帯用通信機器のために適用される前記のようなバッテリ充電器の場合、磁気コアを使用する従来の変圧器を磁気結合の媒体として使用する。この場合、磁気コアを使用して製作された変圧器の２次側が携帯用情報機器の内部に装着されるべきであるが、そうすると、前記携帯用情報機器のサイズが大きくなり、前記通信機器の形態も制約を受けるようになる。さらに、応用システムの機械的な強度も低下する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的は、磁気コアの不使用により、移動端末機のサイズの小型化を制約しない新しい変圧器を提供することにある。
【０００７】本発明の他の目的は、前記新しい変圧器を利用する無接点バッテリ充電器を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記のような目的を達成するために、本発明の第１実施形態による超薄型プリント回路基板(Printed Circuit Board: 以下、ＰＣＢと称する)変圧器は、第１巻線が設置された第１プリント回路基板と、第２巻線が設置され、前記第１プリント回路基板から平行に垂直方向に一定の間隔を置いて配置された第２プリント回路基板と、から構成されることを特徴とする。
【０００９】前記のような目的を達成するために、本発明の第２実施形態による無接点バッテリ充電器は、ＰＣＢ変圧器の１次側を備え、常用電源を高周波方形波に変換して前記ＰＣＢ変圧器の１次側に印加する変換器と、入力電圧をより低い電圧に変換してバッテリに供給する充電回路及びＰＣＢ変圧器の２次側を備え、前記ＰＣＢ変圧器の１次側に印加された方形波が発生した磁界によって前記ＰＣＢ変圧器の２次側の巻線に誘導された起電力を直流に変換して前記充電回路に印加する充電器と、から構成されることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明による好適な一実施形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、図面中、同一な構成要素及び部分には、可能な限り同一な符号及び番号を共通使用するものとする。そして、以下の説明では、具体的な回路の構成素子が示されているが、これに限られることなく本発明を実施できることは、当技術分野で通常の知識を有する者には自明である。また、下記説明において、本発明の要旨を明確にするために関連した公知機能または構成に対する具体的な説明は省略する。
【００１１】本発明は、磁気コアを使用せず、一般的なＰＣＢ回路上に変圧器の巻線を設置したＰＣＢ変圧器を使用してバッテリの無接点充電を具現する方法及び無接点バッテリ充電器の回路構成に関する。
【００１２】図１は、本発明の実施形態によるＰＣＢ変圧器の構造を示す。図１のように、ＰＣＢ回路に巻線を設置した変圧器の１次側及び２次側を、平行に垂直方向に一定の間隔を置いて配置すると、ＰＣＢ変圧器７２の１次側７６及び２次側７８が磁気的に結合されて、無接点充電を可能とする。前記ＰＣＢ変圧器７２の長所は、変圧器を薄型(low-profile)に製作することができ、変圧器のサイズ及び形態を応用機器に応じて変形することができることにある。さらに、前記ＰＣＢ変圧器７２は、磁気コアを使用しないため、コストが低廉で、機械的な強度が非常に高い。また、前記ＰＣＢ変圧器７２をフレキシブルＰＣＢ(flexible PCB)を使用して製作すると、変圧器の重量及び高さをさらに低減することができる。
【００１３】図２は、図１のＰＣＢ変圧器を利用した携帯電話用の無接点バッテリ充電器の側面図である。変換器１００は、常用電源を前記ＰＣＢ変圧器７２の駆動に適合した高周波方形波(square wave)に変換する。前記変換器１００の上面には図１のＰＣＢ変圧器７２の１次側７６が装着される。
【００１４】バッテリパック３００の表面に図１のＰＣＢ変圧器７２の２次側７８を設置する。また、バッテリ充電及び制御のために必要な回路を小型に製作して、前記バッテリパック３００の内部に装着する。
【００１５】図２に示すように、前記バッテリパック３００付きの携帯電話２００を、前記バッテリパック３００が下向きになるように前記変換器１００の上面に置いて、前記バッテリパック３００に無接点充電が始まるようにする。充電は、接触子１４０及び３４０を通して遂行される。
【００１６】前記のような充電方式は、現在使用されている携帯電話やバッテリパックの形態及びサイズに大きな影響を与えずに、無接点充電を可能にする。この充電方式は、携帯電話だけでなく、ＰＤＡ、パームトップ、及びインターネットフォンなどの携帯用情報通信及び演算機器に適用することができる。
【００１７】図３は、図１のＰＣＢ変圧器７２の２次側７８をバッテリパック３００の表面に装着した状態を示す。図４は、本発明の実施形態による携帯電話用の無接点バッテリ充電器の構成を示す。
【００１８】前記無接点バッテリ充電器は、前記ＰＣＢ変圧器７２の１次側７６を含む変換器１００と、前記ＰＣＢ変圧器７２の２次側７８を含む充電器とから構成される。
【００１９】前記ＰＣＢ変圧器７２の２次側７８は、前記バッテリパック３００の表面に装着され、前記充電器に関連した回路は、前記バッテリパック３００の内部に設置される。前記バッテリパック３００の内部に点線で表示される部分が充電器である。
【００２０】前記変換器１００は、ダイオード整流器Ｄ１乃至Ｄ４、出力キャパシター(output capacitor)Ｃ１、インバータ(inverter)１１０、及びＰＣＢ変圧器７２の１次側７６から構成される。
【００２１】前記変換器１００に印加された常用電源Ｖｓは、前記ダイオード整流器Ｄ１乃至Ｄ４及び出力キャパシターＣ１から構成された整流回路を経て直流に変換された後、前記インバータ１１０の入力端に印加される。前記インバータ１１０に印加された直流電圧は、高周波方形波に変換された後、前記ＰＣＢ変圧器７２の１次側７６に印加される。
【００２２】前記ＰＣＢ変圧器７２の１次側７６に印加された方形波は、磁界(magnetic field)を発生し、この磁界は、前記ＰＣＢ変圧器７２の２次側７８の巻線８０に起電力を誘導する。前記ＰＣＢ変圧器７２の２次側７８の巻線８０に誘導された前記起電力は、ダイオード整流器Ｄ５乃至Ｄ８及びキャパシターＣ２から構成される整流回路によって直流に変換されて充電回路３２０に印加される。
【００２３】前記充電回路３２０は、入力電圧をより低い電圧に変換してリチウムイオンバッテリＢＡＴに印加する。制御及び監視回路３６０は、前記バッテリＢＡＴの電圧及び電流を感知し、前記感知された信号に基づいて適切な制御信号を発生して前記充電回路３２０に供給する。さらに、前記制御及び監視回路３６０は、前記バッテリＢＡＴの電圧を感知して前記バッテリＢＡＴの充放電状態を点検し、前記バッテリの状態に対する情報を携帯電話の内部に伝達する。
【００２４】図５は、本発明の他の実施形態による無接点バッテリ充電器の詳細回路を示す。１次側変換器の核心回路であるインバータ１１０は、ハーフブリッジ(half-bridge)直列共振インバータ(series resonant inverter)から構成される。
【００２５】参照符号Ｃ３及びＣ４は、入力電圧を二分するためのキャパシターであり、Ｑ１及びＱ２は、モス(ＭＯＳ)型の電界効果トランジスタスイッチである。参照符号Ｔ１は、磁気コアを使用する一般的な降圧変圧器であり、Ｔ２は、本発明の実施形態によるＰＣＢ変圧器である。
【００２６】前記キャパシターＣ１の両端に印加された電圧は、キャパシターＣ３及びＣ４によって二分され、スイッチＱ１及びＱ２のスイッチング作用によって方形波に変換された後、キャパシターＣ５を経て降圧変圧器Ｔ１の１次側に印加される。ここで、前記キャパシターＣ５は、直流成分を遮断し、前記変圧器Ｔ１は、前記ＰＣＢ変圧器Ｔ２の１次側に印加される方形波のサイズを小さくする。
【００２７】キャパシターＣ６は、共振キャパシターであり、前記ＰＣＢ変圧器Ｔ２の漏れインダクタンスと結合して直列共振回路を形成する。前記ＰＣＢ変圧器Ｔ２の２次側に誘導された電圧は、前記整流回路を経て充電回路３２０に印加される。
【００２８】前記インバータ１１０は、下記のように、前記ＰＣＢ変圧器Ｔ２の短所が効果的に克服できる回路方式を採択したことである。
【００２９】第１に、降圧変圧器Ｔ１は、回路の効率が低下することを防止する。前記ＰＣＢ変圧器Ｔ２は、一般の変圧器に比べて磁化インダクタンス(magnetizing inductance)が小さい。従って、前記降圧変圧器Ｔ１を使用しない場合、磁化電流(magnetizing current)が増加しすぎて、前記インバータの効率が低下する。
【００３０】第２に、前記ＰＣＢ変圧器Ｔ２は、一般の変圧器に比べて漏れインダクタンスが比較的大きい。従って、前記インバータ１１０は、前記ＰＣＢ変圧器Ｔ２の漏れインダクタンスを共振インダクタンスとして活用して回路の効能を高める。
【００３１】一方、前記本発明の詳細な説明では具体的な実施形態に挙げて説明してきたが、本発明の範囲内で様々な変形が可能であるということは勿論である。従って、本発明の範囲は前記実施形態によって限られるべきでなく、特許請求の範囲とそれに均等なものによって定められるべきである。
【００３２】
【発明の効果】前述してきたように、本発明は、超薄型ＰＣＢ変圧器を使用する無接点バッテリ充電器を具現することにより、携帯用機器を小型化することができる。前記ＰＣＢ変圧器は、その材質によって重量及び高さを低減することができ、それによって、前記携帯用機器をさらに小型化することができる。また、変圧器のサイズ及び形態を応用機器に応じて適切に変形することができるので、その形態を制約しないという長所がある。また、前記ＰＣＢ変圧器は、磁気コアを使用しないため、コストが低廉で、機械的な強度が高くなり、製品の信頼度を高める。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態によるＰＣＢ変圧器の構造を示す図である。
【図２】 図１のＰＣＢ変圧器を利用した携帯電話用の無接点バッテリ充電器の側面図である。
【図３】 図１のＰＣＢ変圧器の２次側がバッテリパックの表面に装着された状態の示す図である。
【図４】 本発明の実施形態による携帯電話用の無接点バッテリ充電器の概略的な構成を示す図である。
【図５】 本発明の他の実施形態による携帯電話用の無接点バッテリ充電器の詳細回路を示す図である。
【符号の説明】
７２ ＰＣＢ変圧器
７４ 巻線
７６ ＰＣＢ変圧器の１次側
７８ ＰＣＢ変圧器の２次側
８０ 巻線
１００ 変換器
１４０ 接触子
２００ 形態電話
３００ バッテリパック
３２０ 充電回路
３４０ 接触子
３６０ 制御及び監視回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】 携帯用電子装置を充電するためのバッテリ充電器に使用されるプリント回路基板変圧器において、巻線が設置された第１プリント回路基板と、巻線が設置され、前記第１プリント回路基板から平行に垂直方向に一定の間隔を置いて配置された第２プリント回路基板と、から構成されることを特徴とするプリント回路基板変圧器。
【請求項２】 前記第１プリント回路基板は変圧器の１次側を構成し、前記第２プリント回路基板は変圧器の２次側を構成することを特徴とする請求項１記載のプリント回路基板変圧器。
【請求項３】 前記巻線は、前記各プリント回路基板の表面の中央から放射状に設置されることを特徴とする請求項１または請求項２記載のプリント回路基板変圧器。
【請求項４】 無接点バッテリ充電器において、プリント回路基板変圧器の１次側を備え、常用電源を高周波方形波に変換した後、前記変換された方形波を前記プリント回路基板変圧器の１次側に印加する変換器と、入力電圧をより低い電圧に変換してバッテリに供給する充電回路及びプリント回路基板変圧器の２次側を備え、前記プリント回路基板変圧器の１次側に印加された方形波が発生した磁界によって前記プリント回路基板変圧器の２次側の巻線に誘導された起電力を直流に変換して前記充電回路に印加する充電器と、から構成されることを特徴とする無接点バッテリ充電器。
【請求項５】 前記充電器は、バッテリパックの内部に設置されることを特徴とする請求項４記載の無接点バッテリ充電器。
【請求項６】 前記プリント回路基板変圧器の２次側は、前記バッテリパックの内部の表面に装着されることを特徴とする請求項５記載の無接点バッテリ充電器。
【請求項７】 前記変換器は、前記常用電源を整流して直流に変換する整流回路と、前記直流電圧を高周波方形波に変換して前記プリント回路基板変圧器の１次側に印加するインバータと、から構成されることを特徴とする請求項４記載の無接点バッテリ充電器。
【請求項８】 前記整流回路は、常用電源入力端に接続されるダイオード整流器と、前記ダイオード整流器と前記インバータとの間に接続される出力キャパシターと、から構成されることを特徴とする無接点バッテリ充電器。
【請求項９】 前記バッテリの電圧及び電流を感知し、前記感知された信号に基づいて所定の制御信号を発生して前記充電回路に供給する制御及び監視回路をさらに備えることを特徴とする請求項４記載の無接点バッテリ充電器。
【請求項１０】 前記制御及び監視回路は、前記バッテリの電圧を感知することで前記バッテリの充放電状態を点検し、前記バッテリの状態に対する情報を、前記バッテリから動作電源の供給を受ける通信端末機の内部に伝達することを特徴とする請求項９記載の無接点バッテリ充電器。
【請求項１１】 前記バッテリの電圧を感知して前記バッテリの充放電状態を点検し、前記バッテリ状態に対する情報を、前記バッテリから動作電源の供給を受ける通信端末機の内部に伝達する制御及び監視回路をさらに備えることを特徴とする請求項４記載の無接点バッテリ充電器。
【請求項１２】 前記バッテリは、リチウムイオンバッテリであることを特徴とする請求項４記載の無接点バッテリ充電器。
【請求項１３】 前記変換器は、ハーフブリッジ直列共振インバータであることを特徴とする請求項７記載の無接点バッテリ充電器。
【請求項１４】 前記インバータは、入力電圧を二分するための２つのキャパシターと、スイッチング作用によって前記二分された電圧を方形波に変換する２つのスイッチと、磁気コアを使用し、前記プリント回路基板変圧器の１次側に印加される方形波のサイズを小さくする降圧変圧器と、から構成されることを特徴とする請求項１３記載の無接点バッテリ充電器
【請求項１５】 前記各スイッチは、モス型電界効果トランジスタスイッチであることを特徴とする請求項１４記載の無接点バッテリ充電器。
【請求項１６】 前記２つのスイッチの接続点と前記降圧変圧器の１次側との間に直流成分を遮断するためのキャパシターをさらに備えることを特徴とする請求項１４記載の無接点バッテリ充電器。
【請求項１７】 前記降圧変圧器の２次側と前記プリント回路基板変圧器の１次側との間に接続され、前記プリント回路基板変圧器の漏れインダクタンスと結合して直列共振回路を形成する共振キャパシターをさらに備えることを特徴とする請求項１４記載の無接点バッテリ充電器。
【請求項１８】 前記プリント回路基板変圧器は、中央から放射状に巻線が設置された第１プリント回路基板と、中央から放射状に巻線が設置され、前記第１プリント回路基板から平行に垂直方向に一定の間隔を置いて配置された第２プリント回路基板と、から構成されることを特徴とする請求項４記載の無接点バッテリ充電器。
【請求項１９】 前記第１プリント回路基板は変圧器の１次側を構成し、前記 第２プリント回路基板は変圧器の２次側を構成することを特徴とする請求項１８記載の無接点バッテリ充電器。
【請求項２０】 前記バッテリパックは、携帯電話に装着され、充電された電圧を内部バッテリに前記携帯電話の動作電源として供給することを特徴とする請求項５記載の無接点バッテリ充電器。
【請求項２１】 前記通信端末機は、携帯電話であることを特徴とする請求項１０または請求項１１記載の無接点バッテリ充電器。
【請求項２２】 第１プリント回路基板上に中央から放射状に巻線が設置されたプリント回路基板変圧器の１次側、常用電源を整流して直流電圧に変換する整流回路、及び前記直流電圧を高周波方形波に変換して前記プリント回路基板変圧器の１次側に印加するインバータを備える変換器と、前記第１プリント回路基板から平行に垂直方向に一定の間隔を置いて配置された第２プリント回路基板上に中央から放射状に巻線が設置されたプリント回路基板変圧器の２次側、入力電圧をより低い電圧に変換してバッテリに供給する充電回路、及び前記プリント回路基板変圧器の１次側に印加された方形波が発生した磁界によって前記プリント回路基板変圧器の２次側の巻線に誘導された起電力を直流に変換して前記充電回路に印加する整流回路を有する充電器と、から構成されることを特徴とする無接点バッテリ充電器。
【請求項１】 携帯用電子装置を充電するためのバッテリ充電器に使用されるプリント回路基板変圧器において、巻線が設置された第１プリント回路基板と、巻線が設置され、前記第１プリント回路基板から平行に垂直方向に一定の間隔を置いて配置された第２プリント回路基板と、から構成されることを特徴とするプリント回路基板変圧器。
【請求項２】 前記第１プリント回路基板は変圧器の１次側を構成し、前記第２プリント回路基板は変圧器の２次側を構成することを特徴とする請求項１記載のプリント回路基板変圧器。
【請求項３】 前記巻線は、前記各プリント回路基板の表面の中央から放射状に設置されることを特徴とする請求項１または請求項２記載のプリント回路基板変圧器。
【請求項４】 無接点バッテリ充電器において、プリント回路基板変圧器の１次側を備え、常用電源を高周波方形波に変換した後、前記変換された方形波を前記プリント回路基板変圧器の１次側に印加する変換器と、入力電圧をより低い電圧に変換してバッテリに供給する充電回路及びプリント回路基板変圧器の２次側を備え、前記プリント回路基板変圧器の１次側に印加された方形波が発生した磁界によって前記プリント回路基板変圧器の２次側の巻線に誘導された起電力を直流に変換して前記充電回路に印加する充電器と、から構成されることを特徴とする無接点バッテリ充電器。
【請求項５】 前記充電器は、バッテリパックの内部に設置されることを特徴とする請求項４記載の無接点バッテリ充電器。
【請求項６】 前記プリント回路基板変圧器の２次側は、前記バッテリパックの内部の表面に装着されることを特徴とする請求項５記載の無接点バッテリ充電器。
【請求項７】 前記変換器は、前記常用電源を整流して直流に変換する整流回路と、前記直流電圧を高周波方形波に変換して前記プリント回路基板変圧器の１次側に印加するインバータと、から構成されることを特徴とする請求項４記載の無接点バッテリ充電器。
【請求項８】 前記整流回路は、常用電源入力端に接続されるダイオード整流器と、前記ダイオード整流器と前記インバータとの間に接続される出力キャパシターと、から構成されることを特徴とする無接点バッテリ充電器。
【請求項９】 前記バッテリの電圧及び電流を感知し、前記感知された信号に基づいて所定の制御信号を発生して前記充電回路に供給する制御及び監視回路をさらに備えることを特徴とする請求項４記載の無接点バッテリ充電器。
【請求項１０】 前記制御及び監視回路は、前記バッテリの電圧を感知することで前記バッテリの充放電状態を点検し、前記バッテリの状態に対する情報を、前記バッテリから動作電源の供給を受ける通信端末機の内部に伝達することを特徴とする請求項９記載の無接点バッテリ充電器。
【請求項１１】 前記バッテリの電圧を感知して前記バッテリの充放電状態を点検し、前記バッテリ状態に対する情報を、前記バッテリから動作電源の供給を受ける通信端末機の内部に伝達する制御及び監視回路をさらに備えることを特徴とする請求項４記載の無接点バッテリ充電器。
【請求項１２】 前記バッテリは、リチウムイオンバッテリであることを特徴とする請求項４記載の無接点バッテリ充電器。
【請求項１３】 前記変換器は、ハーフブリッジ直列共振インバータであることを特徴とする請求項７記載の無接点バッテリ充電器。
【請求項１４】 前記インバータは、入力電圧を二分するための２つのキャパシターと、スイッチング作用によって前記二分された電圧を方形波に変換する２つのスイッチと、磁気コアを使用し、前記プリント回路基板変圧器の１次側に印加される方形波のサイズを小さくする降圧変圧器と、から構成されることを特徴とする請求項１３記載の無接点バッテリ充電器
【請求項１５】 前記各スイッチは、モス型電界効果トランジスタスイッチであることを特徴とする請求項１４記載の無接点バッテリ充電器。
【請求項１６】 前記２つのスイッチの接続点と前記降圧変圧器の１次側との間に直流成分を遮断するためのキャパシターをさらに備えることを特徴とする請求項１４記載の無接点バッテリ充電器。
【請求項１７】 前記降圧変圧器の２次側と前記プリント回路基板変圧器の１次側との間に接続され、前記プリント回路基板変圧器の漏れインダクタンスと結合して直列共振回路を形成する共振キャパシターをさらに備えることを特徴とする請求項１４記載の無接点バッテリ充電器。
【請求項１８】 前記プリント回路基板変圧器は、中央から放射状に巻線が設置された第１プリント回路基板と、中央から放射状に巻線が設置され、前記第１プリント回路基板から平行に垂直方向に一定の間隔を置いて配置された第２プリント回路基板と、から構成されることを特徴とする請求項４記載の無接点バッテリ充電器。
【請求項１９】 前記第１プリント回路基板は変圧器の１次側を構成し、前記 第２プリント回路基板は変圧器の２次側を構成することを特徴とする請求項１８記載の無接点バッテリ充電器。
【請求項２０】 前記バッテリパックは、携帯電話に装着され、充電された電圧を内部バッテリに前記携帯電話の動作電源として供給することを特徴とする請求項５記載の無接点バッテリ充電器。
【請求項２１】 前記通信端末機は、携帯電話であることを特徴とする請求項１０または請求項１１記載の無接点バッテリ充電器。
【請求項２２】 第１プリント回路基板上に中央から放射状に巻線が設置されたプリント回路基板変圧器の１次側、常用電源を整流して直流電圧に変換する整流回路、及び前記直流電圧を高周波方形波に変換して前記プリント回路基板変圧器の１次側に印加するインバータを備える変換器と、前記第１プリント回路基板から平行に垂直方向に一定の間隔を置いて配置された第２プリント回路基板上に中央から放射状に巻線が設置されたプリント回路基板変圧器の２次側、入力電圧をより低い電圧に変換してバッテリに供給する充電回路、及び前記プリント回路基板変圧器の１次側に印加された方形波が発生した磁界によって前記プリント回路基板変圧器の２次側の巻線に誘導された起電力を直流に変換して前記充電回路に印加する整流回路を有する充電器と、から構成されることを特徴とする無接点バッテリ充電器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００２−２６２４６８（Ｐ２００２−２６２４６８Ａ）
【公開日】平成１４年９月１３日（２００２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００１−４０１０５８（Ｐ２００１−４０１０５８）
【出願日】平成１３年１２月２８日（２００１．１２．２８）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１４年９月１３日（２００２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１３年１２月２８日（２００１．１２．２８）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【Ｆターム（参考）】
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