KR20120077448A - Wireless power transmission apparatus using magnetic resonance induction capable of detecting obstacles - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A magnetic resonance induction type wireless power transmission apparatus is provided to prevent the waste of energy by cutting off power supply when sensing foreign materials. CONSTITUTION: A power converting unit of a wireless power transmission apparatus comprises an oscillator(121) which creates a signal with a fixed frequency, a power amp(122), a matching network(123), and a current sensor(124) which is connected between the matching network and a transmission antenna(110) and measures current transferred from the matching network to the transmission antenna to sense current changes.

Description

이물질을 감지할 수 있는 자기공진유도 방식을 이용한 무선 전력공급 장치 {wireless power transmission apparatus using magnetic resonance induction capable of detecting obstacles} Wireless power supply apparatus using magnetic resonance induction capable of detecting foreign substances

본 발명은 무선 전력 전송 시스템에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 이물질을 감지할 수 있는 자기공진유도 방식을 이용한 무선 전력공급 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless power transmission system, and more particularly, to a wireless power supply apparatus using a magnetic resonance induction method that can detect foreign substances.

무선으로 에너지를 전달하는 무선 전력 전송 기술로서 자기유도 현상을 이용한 무선 충전 시스템이 사용되고 있다. As a wireless power transmission technology for wirelessly transmitting energy, a wireless charging system using magnetic induction is used.

예컨대, 전동칫솔 또는 무선 면도기 등이 전자기 유도의 원리로 충전되며, 최근에는 전자기 유도를 이용하여 휴대전화나 PDA, MP3 플레이어, 노트북 컴퓨터와 같은 휴대기기를 충전할 수 있는 무선충전제품들이 출시되고 있다. For example, electric toothbrushes or wireless shavers are charged with the principle of electromagnetic induction. Recently, wireless charging products for charging mobile devices such as mobile phones, PDAs, MP3 players, and notebook computers using electromagnetic induction have been introduced. .

그러나, 하나의 코일에서 다른 코일로 자기장을 통해 전류를 유도하는 자기유도 방식은 코일 사이의 거리 및 상대적 위치에 매우 민감하여 두 코일 사이의 거리가 약간 떨어지거나 틀어져도 전송 효율이 급속히 떨어진다. 이에 따라 이러한 자기유도 방식의 충전 시스템은 수 cm 이하의 근거리에서만 사용할 수 있다는 약점이 있다.However, the magnetic induction method of inducing current through a magnetic field from one coil to another is very sensitive to the distance and relative position between the coils, so that the transmission efficiency drops rapidly even if the distance between the two coils is slightly dropped or twisted. Accordingly, this magnetic induction charging system can only be used in a short distance of several cm or less.

한편, 미국특허 7,741,735호에서는 공진장의 감쇄파 결합에 기반을 둔 비방사형 에너지 전달 방식을 개시하고 있다. 이는 두 개의 동일한 주파수를 갖는 공진체가 주위의 다른 비공진체와는 영향을 미치지 않지만 서로 커플링하려는 경향을 가지는 점을 이용한 것으로 기존의 전자기 유도에 비하여 먼 거리까지 에너지를 전달할 수 있는 기술로서 소개되고 있다. On the other hand, US Patent 7,741,735 discloses a non-radiative energy transfer method based on the attenuation wave coupling of the resonant field. This is because two resonators with the same frequency do not affect other non-resonators around them, but they tend to couple with each other and are introduced as a technology that can transfer energy over a long distance compared to conventional electromagnetic induction. .

공진을 이용하여 무선으로 에너지를 전송하는 기술에 있어서는 송신 안테나와 수신 안테나 사이의 주파수가 매칭되지 않으면 전력 송신 효율이 급격히 떨어진다. 그런데, 에너지의 송신측과 수신측 사이에 금속성 이물질이 존재할 경우 이의 영향으로 공진 주파수가 변화하여 매칭이 이루어지지 않게 되므로 전력 송신의 효율이 떨어지게 된다. In the technique of wirelessly transmitting energy by using resonance, if the frequency between the transmitting antenna and the receiving antenna does not match, the power transmission efficiency drops sharply. However, when metallic foreign matter is present between the transmitting side and the receiving side of the energy, the resonance frequency is changed due to the effect thereof, so that the matching is not performed, thereby reducing the power transmission efficiency.

본 발명은 상술한 바와 같은 기술적 배경에서 안출된 것으로서, 자기공진유도 방식의 무선 전력 전송 시스템에서 전력 송신 효율 저하의 원인이 되는 이물질을 감지할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것을 그 과제로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described technical background, and an object thereof is to provide an apparatus and a method capable of detecting a foreign substance that causes a decrease in power transmission efficiency in a magnetic resonance induction-type wireless power transmission system.

이와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 무선 전력공급 장치의 전력 변환부에 전류 센서, 전압 센서, 위상 센서 중 적어도 하나를 설치하여 기준 전류, 전압, 위상과 측정된 전류, 전압, 위상을 비교함으로써 이물질을 감지하고, 그 결과를 사용자에게 알린다.In order to solve this problem, the present invention provides at least one of a current sensor, a voltage sensor, and a phase sensor in the power converter of the wireless power supply device to compare the reference current, voltage, and phase with the measured current, voltage, and phase. Detect foreign objects and notify the user of the result.

본 발명의 일면에 따른 무선 전력송신 장치는, 외부의 무선 충전기기로 자기공진유도 방식으로 전력을 송신하는 무선 전력송신 장치로서, 미리 정해진 일정한 주파수의 신호를 생성하는 오실레이터와, 상기 오실레이터에 의해 생성된 신호를 증폭하는 파워 앰프와, 상기 파워 앰프에 의해 증폭된 신호를 자기공진유도 방식으로 송신하기 위하여 주파수 매칭하는 매칭 네트워크와, 상기 매칭 네트워크에 의하여 주파수 매칭된 신호를 상기 무선 충전기기로 송신하는 송신 안테나와, 상기 매칭 네트워크와 상기 송신 안테나 사이에 연결되어 있는 전류 센서와, 상기 전류 센서를 통해 감지된 전류와 미리 정해진 기준 전류의 차이가 미리 정한 제1 임계치를 넘는 경우 이물질이 감지되었음을 출력하는 출력부를 포함하여 이루어진다.A wireless power transmitter according to an aspect of the present invention is a wireless power transmitter for transmitting power in a self-resonance induction scheme to an external wireless charger, comprising: an oscillator for generating a signal of a predetermined constant frequency, and generated by the oscillator A power amplifier for amplifying the signal, a matching network for frequency matching to transmit the signal amplified by the power amplifier in a magnetic resonance induction scheme, and a transmission antenna for transmitting the frequency matched signal by the matching network to the wireless charger. And a current sensor connected between the matching network and the transmitting antenna, and an output unit for outputting that a foreign matter is detected when a difference between the current sensed through the current sensor and a predetermined reference current exceeds a predetermined first threshold. It is made to include.

여기에서, 상기 출력부는 이물질이 감지되었음을 화면으로 출력하는 표시 화면과, 이물질이 감지되었음을 음성으로 출력하는 음성 출력부와, 이물질이 감지되었음을 경고하는 경고등 중 하나 이상을 포함할 수 있다.Here, the output unit may include one or more of a display screen for outputting the screen that the foreign matter is detected, a voice output unit for outputting a voice that the foreign matter is detected, and a warning light to warn that the foreign matter is detected.

상기 무선 전력송신 장치는 상기 전류 센서를 통해 감지된 전류와 상기 기준 전류의 차이에 기초한 판단 결과, 상기 무선 전력송신 장치로부터 상기 충전기기로의 전력전송 효율이 미리 정한 제2 임계치 이하인 경우 전력전송을 중단할 수 있으며, 상기 송신 안테나와 연결된 자기장 통신 모뎀을 더 포함할 수 있다.The wireless power transmitter stops power transmission when the power transmission efficiency from the wireless power transmitter to the charger is less than a second threshold as a result of the determination based on the difference between the current sensed by the current sensor and the reference current. It may further include a magnetic field communication modem connected to the transmitting antenna.

본 발명의 다른 면에 따른 무선 전력송신 장치는, 미리 정해진 일정한 주파수의 신호를 생성하는 오실레이터와, 상기 오실레이터에 의해 생성된 신호를 증폭하는 파워 앰프와, 상기 파워 앰프에 의해 증폭된 신호를 자기공진유도 방식으로 송신하기 위하여 주파수 매칭하는 매칭 네트워크와, 상기 매칭 네트워크에 의하여 주파수 매칭된 신호를 상기 무선 충전기기로 송신하는 송신 안테나와, 상기 매칭 네트워크와 상기 송신 안테나 사이에 연결되어 있는 전압 센서와, 상기 전압 센서를 통해 감지된 전압과 미리 정해진 기준 전압의 차이가 미리 정한 임계치를 넘는 경우 이물질이 감지되었음을 출력하는 출력부를 포함한다.According to another aspect of the present invention, a wireless power transmission apparatus includes an oscillator for generating a signal of a predetermined constant frequency, a power amplifier for amplifying a signal generated by the oscillator, and a signal amplified by the power amplifier. A matching network for frequency matching to transmit in an inductive manner, a transmitting antenna for transmitting a frequency matched signal by the matching network to the wireless charger, a voltage sensor connected between the matching network and the transmitting antenna, and It includes an output unit for outputting that the foreign matter is detected when the difference between the voltage detected by the voltage sensor and the predetermined reference voltage exceeds a predetermined threshold.

본 발명의 또 다른 면에 따른 무선 전력송신 장치는, 외부의 무선 충전기기로 자기공진유도 방식으로 전력을 송신하는 무선 전력송신 장치로서, 미리 정해진 일정한 주파수의 신호를 생성하는 오실레이터와, 상기 오실레이터에 의해 생성된 신호를 증폭하는 파워 앰프와, 상기 파워 앰프에 의해 증폭된 신호를 자기공진유도 방식으로 송신하기 위하여 주파수 매칭하는 매칭 네트워크와, 상기 매칭 네트워크에 의하여 주파수 매칭된 신호를 상기 무선 충전기기로 송신하는 송신 안테나와, 상기 매칭 네트워크에 병렬로 연결되어 상기 매칭 네트워크를 통과하기 전의 신호와 상기 매칭 네트워크를 통과한 후의 신호의 위상차를 검출하는 위상 센서와, 상기 위상차가 미리 정한 임계치를 넘는 경우 이물질이 감지되었음을 출력하는 출력부를 포함한다.A wireless power transmitter according to another aspect of the present invention is a wireless power transmitter for transmitting power in a self-resonance induction scheme to an external wireless charger, the oscillator for generating a signal of a predetermined constant frequency, by the oscillator A power amplifier for amplifying the generated signal, a matching network for frequency matching in order to transmit the signal amplified by the power amplifier in a magnetic resonance induction method, and for transmitting the frequency matched signal by the matching network to the wireless charger. A phase sensor for detecting a phase difference between a transmitting antenna, a signal before passing through the matching network and a signal after passing through the matching network in parallel with the matching network, and a foreign object when the phase difference exceeds a predetermined threshold It includes an output unit for outputting the.

본 발명에 따르면, 자기공진유도 방식을 무선 전력전송 장치가 무선 전력전송 장치 주위에 이물질이 존재하는 것을 감지한 경우, 이를 사용자에게 알려 제거할 수 있도록 함으로써 전력 전송 효율을 높이고 에너지 낭비를 방지할 수 있다. 또한, 전력 전송에 방해가 되는 물질이 감지되었을 경우 전력 공급을 차단하고 이를 알려줌으로써 시스템을 보호할 수 있다. According to the present invention, when the wireless power transmitter detects the presence of foreign matters around the wireless power transmitter, the magnetic resonance induction method can be notified to the user so as to remove the power transmission efficiency and prevent energy waste. have. In addition, if a material that interferes with the power transmission is detected, the system can be protected by interrupting and notifying the power supply.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자기공진유도 방식을 이용한 멀티노드 무선 에너지 전송 시스템의 전체 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력공급 장치의 전체 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력공급 장치 주위에 이물질이 있는 상태를 나타내는 도면이다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 여러 실시예에 따른 무선 전력공급 장치의 전력 변환부의 구성을 각각 나타내는 블록도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력공급 장치의 출력부의 구성을 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram schematically showing the overall configuration of a multi-node wireless energy transmission system using a magnetic resonance induction method according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram schematically showing the overall configuration of a wireless power supply apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a state in which foreign matter around the wireless power supply apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 to 7 are block diagrams illustrating configurations of a power converter of a wireless power supply apparatus according to various embodiments of the present disclosure.
8 is a block diagram illustrating a configuration of an output unit of a wireless power supply apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and the general knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is defined only by the scope of the claims. It is to be understood that the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. As used herein, “comprises” and / or “comprising” refers to the presence of one or more other components, steps, operations and / or elements. Or does not exclude additions.

이하에서, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 이물질을 감지할 수 있는 자기공진유도 방식을 이용한 무선 전력 전송 장치 및 그 방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the wireless power transmission apparatus and method using a magnetic resonance induction method that can detect a foreign matter according to an embodiment of the present invention.

도 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 자기공진유도 방식을 이용한 멀티노드 무선 에너지 전송 시스템은 자기공진유도 방식을 통해 무선으로 전력을 공급하는 무선 전력공급 장치(100)와, 무선 전력공급 장치(100)와 소정의 거리만큼 떨어진 곳에 위치하며 무선 전력공급 장치(100)로부터 무선으로 전력을 공급받는 다수의 무선 충전기기(200_1, 200_2, .., 200_N)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, a multi-node wireless energy transmission system using a magnetic resonance induction method according to an embodiment of the present invention includes a wireless power supply device 100 that wirelessly supplies power through a magnetic resonance induction method, and wireless power. Located a distance away from the supply device 100 by a predetermined distance and comprises a plurality of wireless chargers (200_1, 200_2, ..., 200_N) that is wirelessly supplied power from the wireless power supply (100).

무선 전력공급 장치(100)는 무선 충전기기(200_1, 200_2, .., 200_N)와 자기장 통신을 통해 충전기기의 식별정보, 종류, 위치, 또는 충전상태를 포함하는 무선 충전기기(200_1, 200_2, .., 200_N)의 정보를 수신할 수 있으며, 이와 같은 충전 정보를 바탕으로 무선 충전기기(200_1, 200_2, .., 200_N)로 자기공진유도 방식으로 전력을 전송한다. The wireless power supply device 100 includes a wireless charger 200_1, 200_2, including identification information, type, location, or state of charge of the charger through magnetic field communication with the wireless charger 200_1, 200_2, .., 200_N. ..., 200_N) may be received, and power is transmitted to the wireless chargers 200_1, 200_2, .., 200_N in a self-resonance induction manner based on the charging information.

무선 전력공급 장치(100)는 고정형 또는 이동형으로 구현될 수 있으며, 고정형으로 구현될 경우 실내에서는 천장이나 테이블 등의 가구 등에 설치될 수 있고, 실외에서는 버스 정류장이나 지하철역 등에 임플란트 형식으로 설치될 수 있으며, 무선 전력공급 장치(100)가 차량이나 기차, 지하철과 같은 이동체의 내부에 설치될 수도 있다. 무선 전력공급 장치(100)가 이동형으로 구현되는 경우에는, 무선 전력공급 장치(100) 자체가 별도의 이동형 장치로 구현될 수도 있고, 노트북 컴퓨터의 덮개 등과 같이 다른 디지털 기기의 일부로서 구현될 수도 있다. The wireless power supply device 100 may be implemented as a fixed type or a mobile type. When the wireless power supply device 100 is implemented as a fixed type, the wireless power supply device 100 may be installed in a furniture such as a ceiling or a table indoors. In addition, the wireless power supply device 100 may be installed inside a moving object such as a vehicle, a train, a subway. When the wireless power supply 100 is implemented as a mobile, the wireless power supply 100 itself may be implemented as a separate mobile device, or may be implemented as part of another digital device such as a cover of a notebook computer. .

무선 충전기기(200_1, 200_2, .., 200_N)는 각종 모바일 단말기, 디지털 카메라, 노트북 컴퓨터 등 배터리를 구비하는 모든 디지털 기기를 포함할 수 있으며, 지중, 수중, 건물 내부 등 접근이 용이하지 않은 곳에 배치되는 센서 및 계측기 등의 전자기기가 될 수도 있다. The wireless chargers 200_1, 200_2, .., 200_N may include all digital devices including batteries such as various mobile terminals, digital cameras, and notebook computers, and are not easily accessible from underground, underwater, and inside buildings. It may also be an electronic device such as a sensor and a measuring instrument.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력공급 장치의 전체 구성을 좀 더 상세하게 나타낸 블록도이다.2 is a block diagram showing in more detail the overall configuration of a wireless power supply apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력공급 장치(100)는 외부의 전력 공급원으로부터 전력을 공급받아 무선 전력공급 장치(100)와 무선 충전기기(200) 간의 공진 주파수 대역을 갖는 AC 전력으로 변환하는 전력 변환부(120), 자기장 통신 프로토콜을 이용하여 무선 충전기기(200)와의 자기장 통신을 수행하도록 하는 자기장 통신 모뎀(130), 전력 변환부(120)로부터의 AC 전력과 자기장 통신 모뎀(130)으로부터의 데이터를 자기공진유도 방식을 이용하여 무선 충전기기(200)로 송신하는 송신 안테나(110), 전력 변환부(120) 및 자기장 통신 모뎀(130)을 비롯한 무선 전력공급 장치(100)의 구성요소들을 제어하는 제어부(140) 및 이물질 감지 상황을 출력하는 출력부(150)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the wireless power supply device 100 according to an embodiment of the present invention receives power from an external power supply source to adjust a resonant frequency band between the wireless power supply device 100 and the wireless charger 200. AC power from the power converter 120, the magnetic field communication modem 130 and the power converter 120 to perform a magnetic field communication with the wireless charger 200 using a magnetic field communication protocol to convert to AC power having a Wireless power supply including a transmission antenna 110, a power converter 120, and a magnetic field communication modem 130 for transmitting data from the magnetic field communication modem 130 to the wireless charger 200 using a magnetic resonance induction method. It includes a control unit 140 for controlling the components of the device 100 and an output unit 150 for outputting the foreign matter detection situation.

본 발명의 실시예에 따른 멀티노드 무선 에너지 전송 시스템에서 사용하는 자기공진유도 방식은 송신 안테나와 수신 안테나 사이의 공진에 의하여 에너지의 무선 전송 효율을 극대화시키는 방법이다. 이를 위하여 무선 전력공급 장치(100)와 무선 충전기기(200) 사이의 공진 주파수를 맞추어 공진 채널을 형성하고 이를 통하여 무선 전력을 송신한다. 따라서, 무선 전력공급 장치(100)와 무선 충전기기(200) 사이의 공진 주파수의 매칭이 중요한 과제이다. 그런데, 무선 전력공급 장치(100)와 무선 충전기기(200) 사이에 이물질이 존재할 경우 매칭이 되지 않아 전송 효율이 급격히 떨어지게 된다. 특히, 도 3에 나타난 바와 같이 판형 베이스 스테이션으로 구현된 무선 전력공급 장치의 경우, 무선 전력공급 장치의 송신 안테나 주위에 이물질이 위치할 가능성이 높아지며, 열쇠 등과 같은 금속성의 이물질이 존재할 경우 이의 영향으로 주파수 매칭이 맞지 않게 된다. The magnetic resonance induction method used in the multi-node wireless energy transmission system according to an embodiment of the present invention is a method of maximizing energy wireless transmission efficiency by resonance between a transmitting antenna and a receiving antenna. To this end, a resonance channel is formed between the wireless power supply device 100 and the wireless charger 200 to form a resonant channel and transmit wireless power therethrough. Therefore, matching of the resonant frequency between the wireless power supply device 100 and the wireless charger 200 is an important problem. However, when foreign matter exists between the wireless power supply device 100 and the wireless charger 200, the transmission efficiency is sharply reduced because there is no match. In particular, in the case of a wireless power supply device implemented with a plate-shaped base station as shown in Figure 3, the foreign matter is more likely to be located around the transmitting antenna of the wireless power supply device, and when there is a metallic foreign material such as a key, Frequency matching does not match.

따라서, 이와 같은 이물질의 존재에 의하여 무선 전력전송에 장애가 발생할 경우, 이를 사용자에게 알려 이물질을 치우도록 하거나, 경우에 따라서는 무선 충전을 중단하도록 하여야 할 필요가 생길 수도 있다. 이를 위하여 본 발명의 실시예에서는 무선 전력공급 장치 주위에 존재하는 이물질을 감지할 수 있는 장치 및 방법을 제공한다. Therefore, when a failure occurs in the wireless power transmission due to the presence of such foreign matter, it may be necessary to inform the user to remove the foreign matter, or in some cases, to stop the wireless charging. To this end, an embodiment of the present invention provides an apparatus and method for detecting a foreign substance present around a wireless power supply.

도 4 내지 도 6은 본 발명의 여러 실시예에 따른 무선 전력공급 장치의 전력 변환부의 구성을 각각 나타내는 블록도이다.4 to 6 are block diagrams illustrating configurations of a power converter of a wireless power supply apparatus according to various embodiments of the present disclosure.

먼저, 도 4를 참조하면, 무선 전력공급 장치(100)의 전력 변환부(120)는 오실레이터(121), 파워 앰프(122), 매칭 네트워크(123) 및 전류 센서(124)를 포함하여 이루어진다. 오실레이터(121)는 소정 주파수의 신호를 생성하고, 이 신호는 파워 앰프(122)에 의해 증폭된 다음 매칭 네트워크(123)를 통해 주파수 매칭되어 송신 안테나(110)를 통해 전송된다. First, referring to FIG. 4, the power converter 120 of the wireless power supply device 100 includes an oscillator 121, a power amplifier 122, a matching network 123, and a current sensor 124. The oscillator 121 generates a signal of a predetermined frequency, which is amplified by the power amplifier 122 and then frequency matched through the matching network 123 and transmitted through the transmitting antenna 110.

매칭 네트워크(123)와 송신 안테나(110) 사이에는 전류 센서(124)가 연결되어 매칭 네트워크(123)로부터 송신 안테나(110)로 전달되는 전류를 측정한다. 이 때, 송신 안테나(110) 주위에 이물질이 존재하면 매칭 네트워크(123)로부터 송신 안테나(110)로 흐르는 전류가 변하게 된다. 전류 센서(124)는 이와 같은 전류의 변화를 감지한다. A current sensor 124 is connected between the matching network 123 and the transmitting antenna 110 to measure the current transmitted from the matching network 123 to the transmitting antenna 110. At this time, if foreign matter exists around the transmission antenna 110, the current flowing from the matching network 123 to the transmission antenna 110 is changed. The current sensor 124 detects such a change in current.

즉, 전류 센서(124)에 의해 측정된 전류와 이물질이 없는 정상 상태의 전류인 기준 전류와의 차이가 미리 정한 제1 임계치를 넘는 경우, 무선 전력공급 장치(100)는 이물질이 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 이물질의 존재를 출력부(도 2: 150)를 통하여 사용자에게 경고할 수 있다. 출력부(도 2:150)는 화면상으로 이물질의 존재를 표시하거나, 음성으로 안내하거나, 경고등을 켜는 등의 다양한 방식을 이용하여 경고할 수 있다. That is, when the difference between the current measured by the current sensor 124 and the reference current which is the steady-state current without foreign matter exceeds a predetermined first threshold value, the wireless power supply device 100 determines that the foreign matter exists. can do. Therefore, the presence of the foreign matter can be warned to the user through the output unit (FIG. 2: 150). The output unit (FIG. 2: 150) may display the presence of foreign substances on the screen, or may warn the user using various methods such as guiding voices or turning on a warning light.

또한, 전류의 변화가 제1 임계치보다 큰 제2 임계치를 넘게 되어 충전 효율이 지나치게 낮아지는 경우, 무선 전력공급 장치(100)는 전력 송신을 중단하도록 할 수도 있다. 이 경우는 이물질의 존재와 함께 전력 송신이 중단됨을 출력부(도 2:150)를 통해 안내할 수 있다. In addition, when the change in current exceeds the second threshold larger than the first threshold and the charging efficiency is too low, the wireless power supply device 100 may stop the power transmission. In this case, the power transmission may be interrupted along with the presence of the foreign matter through the output unit (FIG. 2: 150).

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 변환부의 구성을 나타낸다. 도 5에 나타난 실시예에서는 전류 센서 대신 전압 센서를 사용하여 이물질의 존재를 감지한다.5 shows a configuration of a power converter according to another embodiment of the present invention. In the embodiment shown in FIG. 5, a voltage sensor is used instead of a current sensor to detect the presence of foreign substances.

도 5에 나타난 바와 같이, 무선 전력공급 장치(100)의 전력 변환부(120)는 오실레이터(121), 파워 앰프(122), 매칭 네트워크(123) 및 전압 센서(125)를 포함한다. As shown in FIG. 5, the power converter 120 of the wireless power supply device 100 includes an oscillator 121, a power amplifier 122, a matching network 123, and a voltage sensor 125.

전압 센서(125)는 매칭 네트워크(123)와 송신 안테나(110) 사이의 전압을 측정한다. 측정된 전압과 이물질이 없는 정상 상태의 전압인 기준 전압과의 차이가 미리 정한 임계치를 넘는 경우, 무선 전력공급 장치(100)는 이물질이 존재하는 것으로 판단하고 이를 사용자에게 알릴 수 있다. 경고 방식이나 전력 송신의 중단 등은 도 4를 참고로 하여 상술한 실시예에서와 유사하다.The voltage sensor 125 measures the voltage between the matching network 123 and the transmit antenna 110. When the difference between the measured voltage and the reference voltage, which is a voltage in a steady state without foreign matter, exceeds a predetermined threshold, the wireless power supply device 100 may determine that the foreign matter exists and notify the user. The warning method, interruption of power transmission, and the like are similar to those in the above-described embodiment with reference to FIG. 4.

도 6는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력 변환부의 구성을 나타내며, 도 6에 나타난 실시예에서는 이물질의 존재를 감지하기 위하여 위상 센서를 사용한다. 6 illustrates a configuration of a power converter according to still another embodiment of the present invention. In the embodiment shown in FIG. 6, a phase sensor is used to detect the presence of foreign substances.

도 6에 나타난 바와 같이, 전력 변환부(120)는 오실레이터(121), 파워 앰프(122), 매칭 네트워크(123) 및 위상 센서(126)를 포함하여 이루어진다. 위상 센서(126)는 매칭 네트워크(123)와 병렬로 연결되어 매칭 네트워크(123)를 통과하기 전과 통과한 후의 신호의 위상차를 검출한다. As shown in FIG. 6, the power converter 120 includes an oscillator 121, a power amplifier 122, a matching network 123, and a phase sensor 126. The phase sensor 126 is connected in parallel with the matching network 123 to detect the phase difference of the signal before and after passing through the matching network 123.

위상차가 미리 정한 임계치를 넘는 경우, 무선 전력공급 장치(100)는 이물질이 존재하는 것으로 판단할 수 있으며, 이에 따라, 이물질의 존재를 출력부(도 2: 150)를 통하여 사용자에게 경고한다. 경고 방식이나 전력 송신의 중단 등은 도 4를 참고로 하여 상술한 실시예에서와 유사하다.When the phase difference exceeds a predetermined threshold, the wireless power supply device 100 may determine that there is a foreign matter, and thus warn the user of the presence of the foreign matter through the output unit (FIG. 2: 150). The alerting scheme, interruption of power transmission, and the like are similar to those in the above-described embodiment with reference to FIG. 4.

보다 정확한 이물질의 감지를 위하여 두 개 이상의 센서를 함께 사용할 수 있다. 즉, 전류 센서와 위상 센서를 함께 사용하거나 전압 센서와 위상 센서를 함께 사용하여 두 종류의 정보를 획득함으로써, 더욱 정확하게 이물질의 존재를 감지할 수 있게 된다. 도 7은 전류 센서와 위상 센서를 함께 사용하는 실시예의 구성을 나타내고 있다. Two or more sensors can be used together for more accurate detection of foreign objects. That is, by using a current sensor and a phase sensor together or using a voltage sensor and a phase sensor together to obtain two types of information, it is possible to more accurately detect the presence of foreign substances. 7 shows a configuration of an embodiment using a current sensor and a phase sensor together.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력공급 장치의 출력부의 구성을 나타내는 블록도이다.8 is a block diagram illustrating a configuration of an output unit of a wireless power supply apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 8에 나타난 바와 같이, 출력부(150)는 표시 화면(151), 음성 출력부(152) 및 경고등(153)을 포함한다. 출력부(150)는 이물질의 감지를 표시하는 외에도 충전 정보 등을 표시하기 위하여 사용될 수 있다. 또한 도 7에서는 출력부(150)가 표시 화면(151), 음성 출력부(152) 및 경고등(153)을 모두 포함하는 것으로 도시하였지만, 출력부(150)는 표시 화면(151), 음성 출력부(152) 및 경고등(153) 중 적어도 하나만을 포함하도록 구성될 수도 있다. As shown in FIG. 8, the output unit 150 includes a display screen 151, an audio output unit 152, and a warning light 153. The output unit 150 may be used to display charging information, etc. in addition to displaying detection of foreign matter. In addition, in FIG. 7, the output unit 150 includes the display screen 151, the audio output unit 152, and the warning light 153. However, the output unit 150 includes the display screen 151 and the audio output unit. It may be configured to include only at least one of the 152 and the warning light (153).

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 무선 전력송신 장치 주위에 이물질이 위치하여 충전 효율이 떨어지게 될 경우, 이를 감지하여 사용자에게 알림으로써 이물질을 제거하도록 하여 정상적으로 충전이 이루어지도록 할 수 있다. 또한, 충전 효율이 일정 한계 이하로 떨어질 경우 충전을 중단함으로써 불필요한 전력의 소모를 막을 수 있게 된다. According to the embodiment of the present invention as described above, when the foreign matter is located around the wireless power transmission apparatus and the charging efficiency is lowered, it can be detected and notified to the user to remove the foreign matter so that the normal charging can be made. In addition, when the charging efficiency falls below a certain limit, the charging is stopped to prevent unnecessary power consumption.

이상에서 바람직한 실시예를 기준으로 본 발명을 설명하였지만, 본 발명의 장치 및 방법은 반드시 상술된 실시예에 제한되는 것은 아니며 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서, 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다. Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, the apparatus and method of the present invention are not necessarily limited to the above-described embodiments, and various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the appended claims will include such modifications and variations as long as they fall within the spirit of the invention.

100: 무선 전력전송 장치 200: 무선 충전기기
110: 송신 안테나 120: 전력 변환부
130: 자기장 통신 모뎀 140: 제어부
150: 출력부 121: 오실레이터
122: 파워 앰프 123: 매칭 네트워크
124: 전류 센서 125: 전압 센서
126: 위상 센서 151: 표시 화면
152: 음성 출력부 153: 경고등100: wireless power transmitter 200: wireless charger
110: transmit antenna 120: power converter
130: magnetic field communication modem 140: control unit
150: output unit 121: oscillator
122: power amplifier 123: matching network
124: current sensor 125: voltage sensor
126: phase sensor 151: display screen
152: voice output unit 153: warning light

Claims (14)

외부의 무선 충전기기로 자기공진유도 방식으로 전력을 송신하는 무선 전력송신 장치로서,
미리 정해진 일정한 주파수의 신호를 생성하는 오실레이터와,
상기 오실레이터에 의해 생성된 신호를 증폭하는 파워 앰프와,
상기 파워 앰프에 의해 증폭된 신호를 자기공진유도 방식으로 송신하기 위하여 주파수 매칭하는 매칭 네트워크와,
상기 매칭 네트워크에 의하여 주파수 매칭된 신호를 상기 무선 충전기기로 송신하는 송신 안테나와,
상기 매칭 네트워크와 상기 송신 안테나 사이에 연결되어 있는 전류 센서와,
상기 전류 센서를 통해 감지된 전류와 미리 정해진 기준 전류의 차이가 미리 정한 제1 임계치를 넘는 경우 이물질이 감지되었음을 출력하는 출력부를 포함하는 무선 전력송신 장치.A wireless power transmitter for transmitting power by a magnetic resonance induction method to an external wireless charger,
An oscillator for generating a signal of a predetermined constant frequency,
A power amplifier for amplifying the signal generated by the oscillator;
A matching network for frequency matching to transmit the signal amplified by the power amplifier in a magnetic resonance induction manner;
A transmission antenna for transmitting a frequency matched signal by the matching network to the wireless charger;
A current sensor connected between the matching network and the transmitting antenna;
And an output unit for outputting that a foreign matter is detected when a difference between the current sensed by the current sensor and a predetermined reference current exceeds a first predetermined threshold. 제1항에 있어서,
상기 출력부는,
이물질이 감지되었음을 화면으로 출력하는 표시 화면과,
이물질이 감지되었음을 음성으로 출력하는 음성 출력부와,
이물질이 감지되었음을 경고하는 경고등 중 하나 이상을 포함하는 무선 전력송신 장치.The method of claim 1,
The output unit includes:
A display screen for outputting the screen that a foreign object is detected;
Voice output unit for outputting a voice that foreign matter is detected,
Wireless power transmission device including one or more of the warning lights to warn that foreign matter has been detected. 제1항에 있어서,
상기 무선 전력송신 장치는,
상기 전류 센서를 통해 감지된 전류와 상기 기준 전류의 차이에 기초한 판단 결과, 상기 무선 전력송신 장치로부터 상기 충전기기로의 전력전송 효율이 미리 정한 제2 임계치 이하인 경우 전력전송을 중단하는 무선 전력송신 장치.The method of claim 1,
The wireless power transmission device,
And determining that the power transmission efficiency from the wireless power transmitter to the charger is less than or equal to a second threshold, as a result of the determination based on the difference between the current sensed by the current sensor and the reference current. 제1항에 있어서,
상기 매칭 네트워크에 병렬로 연결되어 상기 매칭 네트워크를 통과하기 전의 신호와 상기 매칭 네트워크를 통과한 후의 신호의 위상차를 검출하는 위상 센서를 더 포함하며,
상기 출력부는 상기 위상차가 미리 정한 제3 임계치를 넘는 경우 이물질이 감지되었음을 출력하는 무선 전력송신 장치.The method of claim 1,
A phase sensor connected in parallel to the matching network and detecting a phase difference between a signal before passing through the matching network and a signal after passing through the matching network;
The output unit wireless power transmission device for outputting that the foreign matter is detected when the phase difference exceeds a predetermined third threshold. 제1항에 있어서,
상기 송신 안테나와 연결된 자기장 통신 모뎀을 더 포함하는 무선 전력송신 장치.The method of claim 1,
And a magnetic field communication modem connected to the transmitting antenna. 외부의 무선 충전기기로 자기공진유도 방식으로 전력을 송신하는 무선 전력송신 장치로서,
미리 정해진 일정한 주파수의 신호를 생성하는 오실레이터와,
상기 오실레이터에 의해 생성된 신호를 증폭하는 파워 앰프와,
상기 파워 앰프에 의해 증폭된 신호를 자기공진유도 방식으로 송신하기 위하여 주파수 매칭하는 매칭 네트워크와,
상기 매칭 네트워크에 의하여 주파수 매칭된 신호를 상기 무선 충전기기로 송신하는 송신 안테나와,
상기 매칭 네트워크와 상기 송신 안테나 사이에 연결되어 있는 전압 센서와,
상기 전압 센서를 통해 감지된 전압과 미리 정해진 기준 전압의 차이가 미리 정한 제1 임계치를 넘는 경우 이물질이 감지되었음을 출력하는 출력부를 포함하는 무선 전력송신 장치.A wireless power transmitter for transmitting power by a magnetic resonance induction method to an external wireless charger,
An oscillator for generating a signal of a predetermined constant frequency,
A power amplifier for amplifying the signal generated by the oscillator;
A matching network for frequency matching to transmit the signal amplified by the power amplifier in a magnetic resonance induction manner;
A transmission antenna for transmitting a frequency matched signal by the matching network to the wireless charger;
A voltage sensor connected between the matching network and the transmitting antenna;
And an output unit configured to output a foreign material detected when a difference between the voltage sensed by the voltage sensor and a predetermined reference voltage exceeds a first predetermined threshold. 제6항에 있어서,
상기 출력부는,
이물질이 감지되었음을 화면으로 출력하는 표시 화면과,
이물질이 감지되었음을 음성으로 출력하는 음성 출력부와,
이물질이 감지되었음을 경고하는 경고등 중 하나 이상을 포함하는 무선 전력송신 장치.The method of claim 6,
The output unit includes:
A display screen for outputting the screen that a foreign object is detected;
Voice output unit for outputting a voice that foreign matter is detected,
Wireless power transmission device including one or more of the warning lights to warn that foreign matter has been detected. 제6항에 있어서,
상기 무선 전력송신 장치는,
상기 전압 센서를 통해 감지된 전압과 상기 기준 전압의 차이에 기초한 판단 결과, 상기 무선 전력송신 장치로부터 상기 충전기기로의 전력전송 효율이 미리 정한 제2 임계치 이하인 경우 전력전송을 중단하는 무선 전력송신 장치.The method of claim 6,
The wireless power transmission device,
And determining that the power transmission efficiency from the wireless power transmitter to the charger is less than or equal to a second threshold, as a result of the determination based on the difference between the voltage sensed by the voltage sensor and the reference voltage. 제6항에 있어서,
상기 매칭 네트워크에 병렬로 연결되어 상기 매칭 네트워크를 통과하기 전의 신호와 상기 매칭 네트워크를 통과한 후의 신호의 위상차를 검출하는 위상 센서를 더 포함하며,
상기 출력부는 상기 위상차가 미리 정한 제3 임계치를 넘는 경우 이물질이 감지되었음을 출력하는 무선 전력송신 장치.The method of claim 6,
A phase sensor connected in parallel to the matching network and detecting a phase difference between a signal before passing through the matching network and a signal after passing through the matching network;
The output unit wireless power transmission device for outputting that the foreign matter is detected when the phase difference exceeds a predetermined third threshold. 제6항에 있어서,
상기 송신 안테나와 연결된 자기장 통신 모뎀을 더 포함하는 무선 전력송신 장치.The method of claim 6,
And a magnetic field communication modem connected to the transmitting antenna. 외부의 무선 충전기기로 자기공진유도 방식으로 전력을 송신하는 무선 전력송신 장치로서,
미리 정해진 일정한 주파수의 신호를 생성하는 오실레이터와,
상기 오실레이터에 의해 생성된 신호를 증폭하는 파워 앰프와,
상기 파워 앰프에 의해 증폭된 신호를 자기공진유도 방식으로 송신하기 위하여 주파수 매칭하는 매칭 네트워크와,
상기 매칭 네트워크에 의하여 주파수 매칭된 신호를 상기 무선 충전기기로 송신하는 송신 안테나와,
상기 매칭 네트워크에 병렬로 연결되어 상기 매칭 네트워크를 통과하기 전의 신호와 상기 매칭 네트워크를 통과한 후의 신호의 위상차를 검출하는 위상 센서와,
상기 위상차가 미리 정한 제1 임계치를 넘는 경우 이물질이 감지되었음을 출력하는 출력부를 포함하는 무선 전력송신 장치.A wireless power transmitter for transmitting power by a magnetic resonance induction method to an external wireless charger,
An oscillator for generating a signal of a predetermined constant frequency,
A power amplifier for amplifying the signal generated by the oscillator;
A matching network for frequency matching to transmit the signal amplified by the power amplifier in a magnetic resonance induction manner;
A transmission antenna for transmitting a frequency matched signal by the matching network to the wireless charger;
A phase sensor connected in parallel to the matching network and detecting a phase difference between a signal before passing through the matching network and a signal after passing through the matching network;
Wireless output device including an output unit for outputting that the foreign matter is detected when the phase difference exceeds a first predetermined threshold. 제11항에 있어서,
상기 출력부는,
이물질이 감지되었음을 화면으로 출력하는 표시 화면과,
이물질이 감지되었음을 음성으로 출력하는 음성 출력부와,
이물질이 감지되었음을 경고하는 경고등 중 하나 이상을 포함하는 무선 전력송신 장치.The method of claim 11,
The output unit includes:
A display screen for outputting the screen that a foreign object is detected;
Voice output unit for outputting a voice that foreign matter is detected,
Wireless power transmission device including one or more of the warning lights to warn that foreign matter has been detected. 제11항에 있어서,
상기 무선 전력송신 장치는,
상기 위상차에 기초한 판단 결과, 상기 무선 전력송신 장치로부터 상기 충전기기로의 전력전송 효율이 미리 정한 제2 임계치 이하인 경우 전력전송을 중단하는 무선 전력송신 장치.The method of claim 11,
The wireless power transmission device,
And determining that the power transmission efficiency from the wireless power transmitter to the charger is less than or equal to a second threshold, as a result of the determination based on the phase difference. 제11항에 있어서,
상기 송신 안테나와 연결된 자기장 통신 모뎀을 더 포함하는 무선 전력송신 장치.


The method of claim 11,
And a magnetic field communication modem connected to the transmitting antenna.


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KR1020100139401A KR101183664B1 (en) 2010-12-30 2010-12-30 wireless power transmission apparatus using magnetic resonance induction capable of detecting obstacles

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KR (1) KR101183664B1 (en)
WO (1) WO2012091210A1 (en)

Cited By (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014010997A1 (en) * 2012-07-12 2014-01-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Wireless power transmitter, wireless power receiver, and methods of controlling the same
WO2014018971A1 (en) * 2012-07-27 2014-01-30 Thoratec Corporation Resonant power transfer systems with protective algorithm
KR101441994B1 (en) * 2012-11-14 2014-09-18 파나소닉 주식회사 Contactless power supplying device
KR20150050076A (en) * 2013-10-31 2015-05-08 엘지전자 주식회사 Wireless power transmitter and method for controlling the same
US9287040B2 (en) 2012-07-27 2016-03-15 Thoratec Corporation Self-tuning resonant power transfer systems
US9583874B2 (en) 2014-10-06 2017-02-28 Thoratec Corporation Multiaxial connector for implantable devices
US9592397B2 (en) 2012-07-27 2017-03-14 Thoratec Corporation Thermal management for implantable wireless power transfer systems
US9680310B2 (en) 2013-03-15 2017-06-13 Thoratec Corporation Integrated implantable TETS housing including fins and coil loops
KR20170110436A (en) * 2016-03-23 2017-10-11 주식회사 아모텍 Wireless power transmission module and deteting method for foreign object using the same
US9805863B2 (en) 2012-07-27 2017-10-31 Thoratec Corporation Magnetic power transmission utilizing phased transmitter coil arrays and phased receiver coil arrays
US9855437B2 (en) 2013-11-11 2018-01-02 Tc1 Llc Hinged resonant power transfer coil
WO2018004120A1 (en) * 2016-06-29 2018-01-04 엘지이노텍(주) Foreign object detection method, and apparatus and system therefor
WO2018124637A1 (en) * 2016-12-26 2018-07-05 삼성전자 주식회사 Electronic device and foreign object detection method for electronic device
US10148126B2 (en) 2015-08-31 2018-12-04 Tc1 Llc Wireless energy transfer system and wearables
US10177604B2 (en) 2015-10-07 2019-01-08 Tc1 Llc Resonant power transfer systems having efficiency optimization based on receiver impedance
US10186760B2 (en) 2014-09-22 2019-01-22 Tc1 Llc Antenna designs for communication between a wirelessly powered implant to an external device outside the body
US10251987B2 (en) 2012-07-27 2019-04-09 Tc1 Llc Resonant power transmission coils and systems
US10291067B2 (en) 2012-07-27 2019-05-14 Tc1 Llc Computer modeling for resonant power transfer systems
US10373756B2 (en) 2013-03-15 2019-08-06 Tc1 Llc Malleable TETs coil with improved anatomical fit
US10383990B2 (en) 2012-07-27 2019-08-20 Tc1 Llc Variable capacitor for resonant power transfer systems
US10525181B2 (en) 2012-07-27 2020-01-07 Tc1 Llc Resonant power transfer system and method of estimating system state
US10615642B2 (en) 2013-11-11 2020-04-07 Tc1 Llc Resonant power transfer systems with communications
US10610692B2 (en) 2014-03-06 2020-04-07 Tc1 Llc Electrical connectors for implantable devices
US10695476B2 (en) 2013-11-11 2020-06-30 Tc1 Llc Resonant power transfer systems with communications
US10770923B2 (en) 2018-01-04 2020-09-08 Tc1 Llc Systems and methods for elastic wireless power transmission devices
KR20200128645A (en) * 2019-11-29 2020-11-16 지이 하이브리드 테크놀로지스, 엘엘씨 Apparatus and method for detecting foreign object in wireless power transmitting system
US10898292B2 (en) 2016-09-21 2021-01-26 Tc1 Llc Systems and methods for locating implanted wireless power transmission devices
US10938241B2 (en) 2017-04-12 2021-03-02 Samsung Electronics Co.. Ltd. Wireless power transmitting device, electronic device for wirelessly receiving power and operation method thereof
US11056931B2 (en) 2017-09-04 2021-07-06 Lg Innotek Co., Ltd. Wireless power transfer method and device therefor
KR20210132629A (en) * 2020-11-05 2021-11-04 지이 하이브리드 테크놀로지스, 엘엘씨 Apparatus and method for detecting foreign object in wireless power transmitting system
US11197990B2 (en) 2017-01-18 2021-12-14 Tc1 Llc Systems and methods for transcutaneous power transfer using microneedles
US11469625B2 (en) 2019-11-18 2022-10-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Electronic device for wirelessly transmitting power and method of operating the same

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103618608B (en) * 2013-12-02 2017-06-06 西南交通大学 A kind of wireless power supply system multi-load validity decision method
CN103852665B (en) * 2014-01-10 2018-04-27 深圳市普林泰克科技有限公司 A kind of direct detection algorithm of wireless charger metallic foreign body
CN104901439B (en) 2015-06-30 2017-08-08 京东方科技集团股份有限公司 Magnetic resonance type wireless charging circuit
WO2017217663A1 (en) * 2016-06-13 2017-12-21 엘지이노텍(주) Method for detecting foreign material, and apparatus and system therefor
KR20170140734A (en) * 2016-06-13 2017-12-21 엘지이노텍 주식회사 Foreign Object Detection Method and Apparatus and System therefor
CN114024374B (en) * 2021-11-23 2023-12-15 桔充充(杭州)新能源有限公司 Wireless charging system of two-wheeled electric vehicle and foreign matter detection and power adjustment method

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000134830A (en) * 1998-10-28 2000-05-12 Mitsuoka Electric Mfg Co Ltd Electromagnetic induction type power supply unit
JP4413236B2 (en) * 2007-02-16 2010-02-10 セイコーエプソン株式会社 Power reception control device, power transmission control device, non-contact power transmission system, power reception device, power transmission device, and electronic device
JP5398160B2 (en) * 2008-03-31 2014-01-29 パナソニック株式会社 Electronic device, charger, and electronic device charging system
JP4725604B2 (en) * 2008-06-25 2011-07-13 セイコーエプソン株式会社 Power transmission control device, power transmission device, power reception control device, power reception device, and electronic device
JP4815485B2 (en) * 2008-11-14 2011-11-16 東光株式会社 Non-contact power transmission device
JP2010136464A (en) * 2008-12-02 2010-06-17 Casio Computer Co Ltd Power transmitter and power transmission method
JP2010288431A (en) * 2009-06-15 2010-12-24 Sanyo Electric Co Ltd Device housing battery and charging pad

Cited By (54)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104488167A (en) * 2012-07-12 2015-04-01 三星电子株式会社 Wireless power transmitter, wireless power receiver, and methods of controlling the same
KR20140008975A (en) * 2012-07-12 2014-01-22 삼성전자주식회사 Wireless power transmitter, wireless power receiver and method for controlling each thereof
WO2014010997A1 (en) * 2012-07-12 2014-01-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Wireless power transmitter, wireless power receiver, and methods of controlling the same
US9496083B2 (en) 2012-07-12 2016-11-15 Samsung Electronics Co., Ltd Wireless power transmitter, wireless power receiver, and methods of controlling the same
US10291067B2 (en) 2012-07-27 2019-05-14 Tc1 Llc Computer modeling for resonant power transfer systems
US10251987B2 (en) 2012-07-27 2019-04-09 Tc1 Llc Resonant power transmission coils and systems
US10383990B2 (en) 2012-07-27 2019-08-20 Tc1 Llc Variable capacitor for resonant power transfer systems
US9287040B2 (en) 2012-07-27 2016-03-15 Thoratec Corporation Self-tuning resonant power transfer systems
US10434235B2 (en) 2012-07-27 2019-10-08 Tci Llc Thermal management for implantable wireless power transfer systems
US10668197B2 (en) 2012-07-27 2020-06-02 Tc1 Llc Resonant power transmission coils and systems
US9592397B2 (en) 2012-07-27 2017-03-14 Thoratec Corporation Thermal management for implantable wireless power transfer systems
US10644514B2 (en) 2012-07-27 2020-05-05 Tc1 Llc Resonant power transfer systems with protective algorithm
US10637303B2 (en) 2012-07-27 2020-04-28 Tc1 Llc Magnetic power transmission utilizing phased transmitter coil arrays and phased receiver coil arrays
US9805863B2 (en) 2012-07-27 2017-10-31 Thoratec Corporation Magnetic power transmission utilizing phased transmitter coil arrays and phased receiver coil arrays
US9825471B2 (en) 2012-07-27 2017-11-21 Thoratec Corporation Resonant power transfer systems with protective algorithm
US10525181B2 (en) 2012-07-27 2020-01-07 Tc1 Llc Resonant power transfer system and method of estimating system state
US20150222127A1 (en) * 2012-07-27 2015-08-06 Thoratec Corporation Resonant power transfer systems with protective algorithm
US20180097368A1 (en) * 2012-07-27 2018-04-05 Tc1 Llc Resonant power transfer systems with protective algorithm
US9997928B2 (en) 2012-07-27 2018-06-12 Tc1 Llc Self-tuning resonant power transfer systems
WO2014018971A1 (en) * 2012-07-27 2014-01-30 Thoratec Corporation Resonant power transfer systems with protective algorithm
US10277039B2 (en) * 2012-07-27 2019-04-30 Tc1 Llc Resonant power transfer systems with protective algorithm
KR101441994B1 (en) * 2012-11-14 2014-09-18 파나소닉 주식회사 Contactless power supplying device
US10373756B2 (en) 2013-03-15 2019-08-06 Tc1 Llc Malleable TETs coil with improved anatomical fit
US9680310B2 (en) 2013-03-15 2017-06-13 Thoratec Corporation Integrated implantable TETS housing including fins and coil loops
US10636566B2 (en) 2013-03-15 2020-04-28 Tc1 Llc Malleable TETS coil with improved anatomical fit
US10476317B2 (en) 2013-03-15 2019-11-12 Tci Llc Integrated implantable TETs housing including fins and coil loops
KR20150050076A (en) * 2013-10-31 2015-05-08 엘지전자 주식회사 Wireless power transmitter and method for controlling the same
US10615642B2 (en) 2013-11-11 2020-04-07 Tc1 Llc Resonant power transfer systems with communications
US10695476B2 (en) 2013-11-11 2020-06-30 Tc1 Llc Resonant power transfer systems with communications
US10873220B2 (en) 2013-11-11 2020-12-22 Tc1 Llc Resonant power transfer systems with communications
US9855437B2 (en) 2013-11-11 2018-01-02 Tc1 Llc Hinged resonant power transfer coil
US11179559B2 (en) 2013-11-11 2021-11-23 Tc1 Llc Resonant power transfer systems with communications
US10610692B2 (en) 2014-03-06 2020-04-07 Tc1 Llc Electrical connectors for implantable devices
US11245181B2 (en) 2014-09-22 2022-02-08 Tc1 Llc Antenna designs for communication between a wirelessly powered implant to an external device outside the body
US10186760B2 (en) 2014-09-22 2019-01-22 Tc1 Llc Antenna designs for communication between a wirelessly powered implant to an external device outside the body
US10265450B2 (en) 2014-10-06 2019-04-23 Tc1 Llc Multiaxial connector for implantable devices
US9583874B2 (en) 2014-10-06 2017-02-28 Thoratec Corporation Multiaxial connector for implantable devices
US10148126B2 (en) 2015-08-31 2018-12-04 Tc1 Llc Wireless energy transfer system and wearables
US10770919B2 (en) 2015-08-31 2020-09-08 Tc1 Llc Wireless energy transfer system and wearables
US10177604B2 (en) 2015-10-07 2019-01-08 Tc1 Llc Resonant power transfer systems having efficiency optimization based on receiver impedance
US10804744B2 (en) 2015-10-07 2020-10-13 Tc1 Llc Resonant power transfer systems having efficiency optimization based on receiver impedance
KR20170110436A (en) * 2016-03-23 2017-10-11 주식회사 아모텍 Wireless power transmission module and deteting method for foreign object using the same
WO2018004120A1 (en) * 2016-06-29 2018-01-04 엘지이노텍(주) Foreign object detection method, and apparatus and system therefor
US10898292B2 (en) 2016-09-21 2021-01-26 Tc1 Llc Systems and methods for locating implanted wireless power transmission devices
US11317988B2 (en) 2016-09-21 2022-05-03 Tc1 Llc Systems and methods for locating implanted wireless power transmission devices
US10686338B2 (en) 2016-12-26 2020-06-16 Samsung Electronics Co., Ltd Electronic device and foreign object detection method for electronic device
WO2018124637A1 (en) * 2016-12-26 2018-07-05 삼성전자 주식회사 Electronic device and foreign object detection method for electronic device
US11197990B2 (en) 2017-01-18 2021-12-14 Tc1 Llc Systems and methods for transcutaneous power transfer using microneedles
US10938241B2 (en) 2017-04-12 2021-03-02 Samsung Electronics Co.. Ltd. Wireless power transmitting device, electronic device for wirelessly receiving power and operation method thereof
US11056931B2 (en) 2017-09-04 2021-07-06 Lg Innotek Co., Ltd. Wireless power transfer method and device therefor
US10770923B2 (en) 2018-01-04 2020-09-08 Tc1 Llc Systems and methods for elastic wireless power transmission devices
US11469625B2 (en) 2019-11-18 2022-10-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Electronic device for wirelessly transmitting power and method of operating the same
KR20200128645A (en) * 2019-11-29 2020-11-16 지이 하이브리드 테크놀로지스, 엘엘씨 Apparatus and method for detecting foreign object in wireless power transmitting system
KR20210132629A (en) * 2020-11-05 2021-11-04 지이 하이브리드 테크놀로지스, 엘엘씨 Apparatus and method for detecting foreign object in wireless power transmitting system

Also Published As

Publication number Publication date
KR101183664B1 (en) 2012-09-17
WO2012091210A1 (en) 2012-07-05

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