KR20140057506A

KR20140057506A - Apparatus for transmitting wireless power and method for controlling power thereof

Info

Publication number: KR20140057506A
Application number: KR1020140035995A
Authority: KR
Inventors: 배수호
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2014-03-27
Filing date: 2014-03-27
Publication date: 2014-05-13

Abstract

According to an embodiment of the present invention, a wireless power transmission apparatus for transmitting power to a load via a wireless power receiving apparatus is configured to include a power supply device for generating AC power; a transmitter coil for transmitting the AC power to a receiver coil provided in the wireless power receiving apparatus by using resonance; and a detector for detecting the coupling state of the receiver coil and the transmitter coil, wherein the wireless power transmission apparatus controls the transmission power transmitted to the load based on the detected coupling state.

Description

TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a wireless power transmission apparatus and a power control method thereof,

본 발명은 무선전력 전송 기술에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 무선전력 송신장치와 무선전력 수신장치 간 결합상태에 따라 송신 전력을 제어하여 전력 전송 효율을 극대화시킬 수 있는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to wireless power transmission techniques. And more particularly, to a method for maximizing power transmission efficiency by controlling transmission power according to a coupling state between a wireless power transmission apparatus and a wireless power reception apparatus.

무선으로 전기 에너지를 원하는 기기로 전달하는 무선전력전송 기술(wireless power transmission 또는 wireless energy transfer)은 이미 1800년대에 전자기유도 원리를 이용한 전기 모터나 변압기가 사용되기 시작했고, 그 후로는 라디오파나 레이저와 같은 전자파를 방사해서 전기에너지를 전송하는 방법도 시도 되었다. 우리가 흔히 사용하는 전동칫솔이나 일부 무선면도기도 실상은 전자기유도 원리로 충전된다. 전자기 유도는 도체의 주변에서 자기장을 변화시켰을 때 전압이 유도되어 전류가 흐르는 현상을 말한다. 전자기 유도 방식은 소형 기기를 중심으로 상용화가 빠르게 진행되고 있으나, 전력의 전송 거리가 짧은 문제가 있다.In the 1800s, electric motors and transformers using electromagnetic induction principles began to be used, and then radio waves and lasers were used to transmit the electric energy to the desired devices wirelessly. A method of transmitting electrical energy by radiating the same electromagnetic wave has also been attempted. Our electric toothbrushes and some wireless shavers are actually charged with electromagnetic induction. Electromagnetic induction is a phenomenon in which a voltage is induced and a current flows when a magnetic field is changed around a conductor. The electromagnetic induction method is rapidly commercialized mainly in small-sized devices, but there is a problem in that the transmission distance of electric power is short.

현재까지 무선 방식에 의한 에너지 전달 방식은 전자기 유도 이외에 자기 공진 및 단파장 무선 주파수를 이용한 원거리 송신 기술 등이 있다.Up to now, the energy transmission system by radio system includes electromagnetic induction, self-resonance and remote transmission using short-wave radio frequency.

최근에는 이와 같은 무선 전력 전송 기술 중 공진을 이용한 에너지 전달 방식이 많이 사용되고 있다.In recent years, resonance-based energy transmission methods have been widely used among such wireless power transmission techniques.

그러나, 기존의 공진을 이용한 에너지 전달 방식은 무선전력 송신장치와 무선전력 수신장치의 결합상태에 따라 전력 전송 효율이 달라질 수 있다. However, in the energy transmission system using the conventional resonance, the power transmission efficiency may vary depending on the coupled state of the wireless power transmission apparatus and the wireless power reception apparatus.

따라서, 무선전력 송신장치와 무선전력 수신장치의 결합상태를 반영하여 전력 전송 효율을 극대화시킬 수 있는 방안이 필요하다.Accordingly, there is a need to maximize the power transmission efficiency by reflecting the combined state of the wireless power transmission apparatus and the wireless power reception apparatus.

본 발명은 무선전력 송신장치와 무선전력 수신장치의 결합상태에 따라 전력 전송 효율을 최대화시킬 수 있는 방법의 제공을 목적으로 한다.The present invention provides a method of maximizing power transmission efficiency according to a coupled state of a wireless power transmission apparatus and a wireless power reception apparatus.

본 발명은 무선전력 송신장치와 무선전력 수신장치의 결합계수를 검출하여 검출된 결합계수에 따라 송신 전력을 제어할 수 있는 방법의 제공을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a method of detecting a coupling coefficient between a wireless power transmission apparatus and a wireless power receiving apparatus and controlling the transmission power according to the detected coupling coefficient.

본 발명의 실시 예에 무선전력 수신장치를 통해 부하에 전력을 전송하는 무선전력 송신장치는 교류 전력을 생성하는 전력 공급 장치와 상기 교류 전력을 공진을 이용하여 상기 무선전력 수신장치에 구비된 수신 코일에 전달하는 송신 코일 및 상기 송신 코일과 수신 코일의 결합상태를 검출하는 검출부를 포함하고, 상기 무선전력 송신장치는 상기 검출된 결합상태에 기초하여 상기 부하에 전송되는 송신 전력을 제어하는 것을 특징으로 한다.A wireless power transmission apparatus for transmitting power to a load through a wireless power receiving apparatus includes a power supply for generating an AC power and a receiving coil for receiving the AC power through resonance, And a detector for detecting a coupling state of the transmission coil and the reception coil, wherein the radio power transmission apparatus controls transmission power to be transmitted to the load based on the detected coupling state do.

상기 무선전력 송신장치는 상기 검출된 결합상태에 대응하는 상기 부하의 제1 수신 전력을 결정하고, 상기 결정된 제1 수신 전력에 따라 상기 송신 전력을 제어하는 것을 특징으로 한다.The wireless power transmission apparatus determines a first received power of the load corresponding to the detected coupled state and controls the transmission power according to the determined first received power.

상기 무선전력 송신장치는 상기 부하가 현재 수신하고 있는 제2 수신 전력을 확인하고, 상기 제2 수신 전력이 상기 제1 수신 전력과 다를 경우, 상기 제1 수신 전력에 따라 상기 송신 전력을 제어하는 것을 특징으로 한다.The wireless power transmission apparatus checks the second reception power currently received by the load and controls the transmission power according to the first reception power when the second reception power is different from the first reception power .

상기 무선전력 송신장치는 상기 무선전력 수신장치와 인밴드 또는 아웃 오브 밴드 통신을 통해 상기 제2 수신 전력을 확인하는 것을 특징으로 한다.And the wireless power transmission apparatus confirms the second reception power through in-band or out-of-band communication with the wireless power reception apparatus.

상기 무선전력 송신장치는 내부에 흐르는 전류의 세기를 측정하여 상기 제2 수신 전력을 확인하는 것을 특징으로 한다.The wireless power transmission apparatus measures the intensity of a current flowing therein and confirms the second received power.

상기 무선전력 송신장치는 상기 송신 코일과 상기 수신 코일 간 결합계수에 따른 결합 상태를 검출하는 검출부를 더 포함하고, 상기 무선전력 송신장치는 상기 결합계수가 증가할수록 송신 전력을 증가시키는 것을 특징으로 한다.The wireless power transmission apparatus further includes a detector for detecting a coupling state according to a coupling coefficient between the transmission coil and the reception coil, and the wireless power transmission apparatus increases a transmission power as the coupling coefficient increases .

상기 검출부는 상기 전력 공급 장치에서 상기 무선전력 송신장치를 바라본 입력 임피던스를 측정하여 측정된 입력 임피던스에 기초하여 상기 결합계수를 검출하는 것을 특징으로 한다.And the detecting unit measures the input impedance of the power supply apparatus viewed from the wireless power transmission apparatus and detects the coupling coefficient based on the measured input impedance.

상기 전력 공급 장치는 전원 공급 장치로부터 직류 전력을 공급받아 교류 전력을 생성하고, 상기 무선전력 송신장치는 상기 전력 공급 장치에서 출력되는 전력을 조절하여 상기 송신 전력을 제어하는 것을 특징으로 한다.The power supply device receives DC power from a power supply device to generate AC power, and the radio power transmission device controls the transmission power by adjusting power output from the power supply device.

상기 전력 공급 장치는 전력선 통신을 이용하여 상기 전원 공급 장치에서 출력되는 직류 전력을 제어하기 위한 전력 제어 신호를 전송하는 것을 특징으로 한다.Wherein the power supply device transmits a power control signal for controlling the DC power output from the power supply device using power line communication.

상기 전력 공급 장치는 전원 공급 장치로부터 직류 전력을 수신하여 교류 전력을 생성하는 교류 전력 생성부를 더 포함하고, 상기 무선전력 송신장치는 상기 교류 전력 생성부에 입력되거나 또는 상기 교류 전력 생성부로부터 출력되는 전류의 세기에 기초하여 상기 송신 전력을 제어하는 것을 특징으로 한다.The power supply apparatus may further include an AC power generation unit that receives DC power from the power supply unit to generate AC power, and the radio power transmission apparatus further includes: an AC power generation unit that receives AC power from the AC power generation unit, And the transmission power is controlled based on the intensity of the current.

상기 무선전력 송신장치는 상기 결합상태와 상기 송신 전력을 대응시켜 저장하는 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The wireless power transmission apparatus may further include a storage unit for storing the combined state and the transmission power in association with each other.

상기 송신 코일은 상기 전력 공급 장치로부터 제공받은 전력을 통해 자기장을 발생하는 송신 유도 및 상기 송신 유도 코일과 커플링되어 전달받은 전력을 공진을 이용해 상기 수신 코일에 전송하는 송신 공진 코일을 포함하는 것을 특징으로 한다.The transmission coil includes a transmission induction for generating a magnetic field through the power supplied from the power supply device and a transmission resonance coil coupled to the transmission induction coil and transmitting the received power to the reception coil using resonance .

본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선전력 수신장치를 통해 부하에 전력을 전송하는 무선전력 송신장치의 전력 제어 방법은 상기 무선전력 송신장치와 상기 무선전력 수신장치 간 결합상태를 검출하는 단계와 상기 검출된 결합상태에 기초하여 송신 전력을 결정하는 단계 및 상기 결정된 송신 전력을 공진을 이용하여 상기 부하에 전송하는 단계를 포함한다.A power control method of a wireless power transmission apparatus for transmitting power to a load through a wireless power receiving apparatus according to another embodiment of the present invention includes a step of detecting a coupling state between the wireless power transmission apparatus and the wireless power reception apparatus, Determining transmission power based on the detected coupling state, and transmitting the determined transmission power to the load using resonance.

상기 송신 전력을 결정하는 단계는 상기 검출된 결합상태에 대응하여 상기 부하가 수신해야 하는 제1 수신 전력을 결정하는 단계와 상기 결정된 제1 수신 전력에 따라 상기 송신 전력을 결정하는 단계를 포함한다.The step of determining the transmission power includes determining a first reception power that the load should receive in response to the detected combined state, and determining the transmission power according to the determined first reception power.

상기 결정된 제1 수신 전력에 따라 상기 송신 전력을 결정하는 단계는 상기 부하가 현재 수신하고 있는 제2 수신 전력을 확인하는 단계와 상기 제1 수신 전력과 상기 제2 수신 전력을 비교하는 단계와 상기 비교 결과, 상기 제1 수신 전력과 상기 제2 수신 전력이 다를 경우, 상기 제1 수신 전력에 따라 상기 송신 전력을 결정하는 단계를 포함한다.Wherein the step of determining the transmit power in accordance with the determined first receive power comprises the steps of: determining a second receive power currently being received by the load; comparing the first receive power with the second receive power; As a result, when the first reception power differs from the second reception power, the transmission power is determined according to the first reception power.

상기 부하가 현재 수신하고 있는 제2 수신 전력을 확인하는 단계는 상기 무선전력 수신장치와 인밴드 또는 아웃 오브 밴드 통신을 통해 상기 제2 수신 전력을 확인하는 단계를 포함한다.The step of confirming the second received power currently being received by the load includes checking the second received power through in-band or out-of-band communication with the wireless power receiving apparatus.

상기 부하가 현재 수신하고 있는 제2 수신 전력을 확인하는 단계는 상기 무선전력 송신장치의 내부에 흐르는 전류의 세기를 측정하여 상기 제2 수신 전력을 확인하는 단계를 포함한다.The step of confirming the second received power currently received by the load includes checking the second received power by measuring the intensity of the current flowing in the wireless power transmission apparatus.

상기 결합상태를 검출하는 단계는 상기 결합상태를 판단하기 위한 상기 결합계수를 검출하는 단계를 포함하며,상기 송신전력을 결정하는 단계는 상기 결합계수가 증가할수록 상기 송신전력을 증가시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Wherein the detecting the coupling condition comprises detecting the coupling coefficient to determine the coupling condition, wherein determining the transmit power comprises increasing the transmit power as the coupling coefficient increases .

상기 송신 전력을 결정하는 단계는 상기 결합 상태와 이에 대응되는 송신 전력을 포함하는 룩업 테이블에 기초하여 상기 송신 전력을 결정하는 단계를 포함한다.The step of determining the transmit power comprises determining the transmit power based on a look-up table comprising the combined state and the transmit power corresponding thereto.

상기 결합 상태를 검출하는 단계는 상기 무선전력 송신장치의 내부에 흐르는 전류의 세기를 또는 상기 무선전력 송신장치의 입력 임피던스를 이용하여 상기 결합 상태를 검출하는 단계를 포함한다.The detecting the coupling state includes detecting the coupling state using the intensity of the current flowing in the radio power transmission apparatus or the input impedance of the radio power transmission apparatus.

본 발명의 실시 예에 따르면, 무선전력 송신장치와 무선전력 수신장치의 결합상태에 따라 송신 전력을 제어하여 전력 전송 효율을 최대화시킬 수 있는 방법의 제공을 목적으로 한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a method for maximizing power transmission efficiency by controlling transmission power according to a combined state of a wireless power transmission apparatus and a wireless power reception apparatus.

본 발명은 무선전력 송신장치와 무선전력 수신장치의 결합계수를 검출하여 검출된 결합계수에 기초하여 최적의 수신 전력을 결정하고, 결정된 수신 전력에 따라 송신 전력을 제어하여 전력 전송 효율을 최대화시킬 수 있다.The present invention can detect the coupling coefficient between the wireless power transmission apparatus and the wireless power receiving apparatus, determine the optimum reception power based on the detected coupling coefficient, and control the transmission power according to the determined reception power to maximize the power transmission efficiency have.

한편 그 외의 다양한 효과는 후술될 본 발명의 실시 예에 따른 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시될 것이다.Meanwhile, various other effects will be directly or implicitly disclosed in the detailed description according to the embodiment of the present invention to be described later.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선전력 전송 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선전력 전송 시스템의 등가 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 최대 전력 전송 효율을 만족하기 위한 결합계수와 부하 임피던스의 관계를 보여주는 도면이다.
도 5는 부하가 배터리인 경우, 최대 전력 전송 효율을 만족하기 위한 결합계수와 부하 임피던스의 관계의 예를 보여주는 도면이다.
도 6은 부하가 배터리인 경우, 배터리에 인가되는 전압에 대한 전류의 관계를 보여주는 도면이다.
도 7은 부하가 배터리인 경우, 배터리에 인가되는 전력량과 부하 임피던스의 관계를 보여주는 도면이다.
도 8은 부하가 배터리인 경우, 최대 전력 전송 효율을 만족하기 위한 결합계수와 부하의 수신 전력의 관계를 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선전력 전송 시스템의 구성도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전력 제어 방법을 설명하기 위한 래더다이어 그램이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전력 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 12는 제1 출력 전압이 교류 전력 생성부에 인가 시 측정되는 전류 값, 결합계수, 제2 출력 전압, 적정 전류 범위를 대응시킨 룩업 테이블을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 결합계수의 검출 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 14는 출력 임피던스를 가변시키기 위해 스위치를 개방시킨 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 출력 임피던스를 가변시키기 위해 스위치를 단락시킨 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전력 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 17은 도 16의 실시 예에 따른 전력 제어 방법에 사용되는 룩업테이블을 설명하기 위한 도면이다.1 is a block diagram of a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention.
2 is an equivalent circuit diagram of a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a power control method according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram showing the relationship between the coupling coefficient and the load impedance for satisfying the maximum power transmission efficiency.
5 is a diagram showing an example of the relationship between the coupling coefficient and the load impedance for satisfying the maximum power transmission efficiency when the load is a battery.
6 is a graph showing a relationship of a current to a voltage applied to the battery when the load is a battery.
7 is a graph showing the relationship between the amount of power applied to the battery and the load impedance when the load is a battery.
8 is a graph showing the relationship between the coupling coefficient for satisfying the maximum power transmission efficiency and the received power of the load when the load is a battery.
9 is a configuration diagram of a wireless power transmission system according to another embodiment of the present invention.
10 is a ladder diagram for explaining a power control method according to another embodiment of the present invention.
11 is a flowchart illustrating a power control method according to another embodiment of the present invention.
12 is a view for explaining a look-up table in which a current value, a coupling coefficient, a second output voltage, and a proper current range, which are measured when the first output voltage is applied to the AC power generating portion, are associated with each other.
13 is a flowchart illustrating a method of detecting a coupling coefficient according to another embodiment of the present invention.
14 is a diagram for explaining a case where the switch is opened to vary the output impedance.
15 is a diagram for explaining a case where a switch is short-circuited to vary the output impedance.
16 is a flowchart illustrating a power control method according to another embodiment of the present invention.
17 is a view for explaining a lookup table used in the power control method according to the embodiment of FIG.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be easily understood by those skilled in the art.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선전력 전송 시스템(10)의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선전력 전송 시스템(10)의 등가 회로도이다.FIG. 1 is a configuration diagram of a wireless power transmission system 10 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of a wireless power transmission system 10 according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 무선전력 전송 시스템(10은 전력 공급 장치(100), 무선전력 송신장치(200), 무선전력 수신장치(300) 및 부하(400)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a wireless power transmission system 10 may include a power supply 100, a wireless power transmission device 200, a wireless power reception device 300, and a load 400.

일 실시 예에서 전력 공급 장치(100)는 도 1과 같이 무선전력 송신장치(200)와 별도로 구비될 수 있고, 무선전력 송신장치(200)에 포함될 수도 있다.In one embodiment, the power supply 100 may be provided separately from the wireless power transmission apparatus 200 as shown in FIG. 1, or may be included in the wireless power transmission apparatus 200.

도 1을 참고하면, 전력 공급 장치(100)는 전원 공급부(110), 스위치(120), 직류 직류 변환기(130), 전류 센서부(140), 발진기(150), 교류 전력 생성부(160), 제어부(170), 저장부(180)를 포함할 수 있다.1, the power supply apparatus 100 includes a power supply unit 110, a switch 120, a DC-DC converter 130, a current sensor unit 140, an oscillator 150, an AC power generation unit 160, A control unit 170, and a storage unit 180.

전원 공급부(110)는 전력 공급 장치(100)의 각 구성요소에 직류전원을 공급할 수 있다. 전원 공급부(110)는 전력 공급 장치(100)와 별도로 구비될 수도 있다.The power supply unit 110 may supply DC power to each component of the power supply 100. The power supply unit 110 may be provided separately from the power supply unit 100.

일 실시 예에서 무선전력 송신장치(200)가 공진을 이용하여 무선전력 수신장치(300)에 전력을 전송하는 경우라면, 무선전력 송신장치(200)는 후술할 송신 유도 코일부(211) 및 송신 공진 코일부(212)를 포함하지만, 전자기 유도를 이용하여 무선전력 수신장치(300)에 전력을 전송하는 경우라면, 무선전력 송신장치(200)는 송신 공진 코일부(212)를 포함하지 않을 수 있다.In one embodiment, when the wireless power transmission apparatus 200 transmits power to the wireless power reception apparatus 300 using resonance, the wireless power transmission apparatus 200 transmits the transmission-inducing-coil portion 211 and the transmission- The wireless power transmission apparatus 200 may include a resonant coil section 212 and may include a transmission resonant coil section 212 that does not include the transmission resonant coil section 212 if the electromagnetic induction is used to transmit power to the wireless power receiving apparatus 300. [ have.

스위치(120)는 전원 공급부(110)와 직류 직류 변환기(130)를 연결하거나 분리시킬 수 있다. 스위치(120)는 제어부(180)의 개방 신호 또는 단락 신호에 의해 개방되거나 단락될 수 있다. 일 실시 예에서 스위치(120)는 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)간 전력 전송 상태에 따라 제어부(180)의 동작에 의해 개방 또는 단락될 수 있다. The switch 120 may connect or disconnect the power supply 110 and the DC / DC converter 130. The switch 120 may be opened or short-circuited by an open signal or a short-circuit signal of the control unit 180. [ The switch 120 may be opened or short-circuited by the operation of the controller 180 according to the power transmission state between the wireless power transmission apparatus 200 and the wireless power reception apparatus 300. [

직류 직류 변환기(DC-DC converter)(130)는 전원 공급부(110)로부터 공급받은 직류전압을 이용하여 소정의 전압 값을 갖는 직류전압으로 변환하여 출력할 수 있다.The DC-DC converter 130 converts the DC voltage supplied from the power supply unit 110 into a DC voltage having a predetermined voltage value and outputs the DC voltage.

직류 직류 변환기(DC-DC converter)(130)는 전원 공급부(110)에서 출력된 직류전압을 교류전압으로 변환한 다음, 변환된 교류전압을 승압 또는 강압하고 정류하여 소정의 전압 값을 갖는 직류전압을 출력할 수 있다.The DC-DC converter 130 converts the DC voltage output from the power supply unit 110 into an AC voltage, then boosts or down-regulates the AC voltage to generate a DC voltage having a predetermined voltage value Can be output.

직류-직류 변환기(DC-DC converter)(130)로 스위칭 레귤레이터(Switching regulator) 또는 리니어 레귤레이터(Linear regulator)가 사용될 수 있다.A switching regulator or a linear regulator may be used as the DC-DC converter 130.

리니어 레귤레이터(Linear regulator)는 입력전압을 받아 필요한 만큼 출력전압을 내보내고, 나머지 전압은 열로 방출하는 변환기이다.A linear regulator is a converter that receives an input voltage, outputs an output voltage as needed, and discharges the remaining voltage as heat.

스위칭 레귤레이터(Switching regulator)는 펄스 폭 변조(PWM: Pulse Width Modulation)를 이용하여 출력전압을 조절할 수 있는 변환기이다. A switching regulator is a converter that can adjust the output voltage using pulse width modulation (PWM).

전류 센서부(140)는 전력 공급 장치(100)의 내부에 흐르는 전류를 감지하여 감지된 전류의 세기를 측정할 수 있다. The current sensor unit 140 can sense the current flowing in the power supply device 100 and measure the intensity of the sensed current.

일 실시 예에서 전류 센서부(140)는 직류 직류 변환기(130)에서 출력된 직류전압이 교류 전력 생성부(160)에 인가될 때, 흐르는 전류의 세기를 측정할 수 있으나, 이에 한정될 필요는 없고, 교류 전력 생성부(160)에서 출력되는 전류의 세기를 측정할 수도 있다. In one embodiment, the current sensor unit 140 may measure the intensity of the current flowing when the DC voltage output from the DC-DC converter 130 is applied to the AC power generating unit 160, but need not be limited thereto And the intensity of the current output from the AC power generation unit 160 may be measured.

일 실시 예에서 전류 센서부(140)는 변류기(CT: Current Transformer)가 사용될 수 있다. 일 실시 예에서 교류 전력 생성부(160)에 인가되는 전류의 세기는 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)간 근접해 있는 근접거리를 알아내는데 사용될 수 있다. 일 실시 예에서 교류 전력 생성부(160)에 인가되는 전류의 세기는 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300) 간 결합상태를 나타내는 척도가 될 수 있다. 상기 결합상태는 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)간 결합계수(Coupling Coefficient)를 알아내는데 사용될 수 있다.In one embodiment, the current sensor unit 140 may be a current transformer (CT). In one embodiment, the intensity of the current applied to the ac power generation unit 160 may be used to determine the proximity distance between the wireless power transmission apparatus 200 and the wireless power reception apparatus 300. In one embodiment, the intensity of the current applied to the AC power generation unit 160 may be a measure of the coupling state between the wireless power transmission apparatus 200 and the wireless power reception apparatus 300. The combined state can be used to determine a coupling coefficient between the wireless power transmission apparatus 200 and the wireless power reception apparatus 300.

전류 센서부(140)는 상기 감지된 전류의 세기에 대한 신호를 제어부(180)로 전달할 수 있다.The current sensor 140 may transmit a signal indicating the detected current intensity to the controller 180.

도 1에서 전류 센서부(140)는 제어부(180)와 별도의 구성요소로 도시되어 있지만, 제어부(180)안에 포함될 수도 있다.In FIG. 1, the current sensor 140 is shown as a separate component from the controller 180, but may be included in the controller 180.

발진기(Oscillator)(150)는 소정의 주파수를 갖는 교류신호를 생성하여 교류 전력 생성부(160)에 인가할 수 있다.The oscillator 150 generates an AC signal having a predetermined frequency and applies the AC signal to the AC power generating unit 160.

교류 전력 생성부(160)는 직류 직류 변환기(130)로부터 전달받은 직류전압과 상기 교류 신호를 이용하여 교류 전력을 생성할 수 있다.The AC power generation unit 160 may generate AC power using the DC voltage received from the DC-DC converter 130 and the AC signal.

교류 전력 생성부(160)는 발진기(150)에서 생성된 교류신호를 증폭할 수 있다. 교류신호의 증폭량은 직류-직류 변환기(DC-DC converter)(130)를 통해 인가되는 직류전압의 크기에 따라 가변될 수 있다. The AC power generating unit 160 may amplify the AC signal generated by the oscillator 150. The amount of amplification of the AC signal may vary depending on the magnitude of the DC voltage applied through the DC-DC converter 130.

일 실시 예에서 교류 전력 생성부(160)는 푸쉬 풀 타입(push-pull type)의 듀얼 모스펫(Dual MOSFET)이 사용될 수 있다.In one embodiment, the AC power generating unit 160 may be a push-pull type dual MOSFET.

제어부(180)는 전력 공급 장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.The control unit 180 can control the overall operation of the power supply apparatus 100.

제어부(180)는 미리 정해진 직류전압이 교류 전력 생성부(160)에 인가되도록 직류 직류 변환기(130)를 제어할 수 있다.The controller 180 may control the DC-DC converter 130 so that a predetermined DC voltage is applied to the AC power generator 160.

제어부(180)는 전류 센서부(140)로부터 직류 직류 변환기(130)에서 출력된 직류전압이 교류 전력 생성부(160)에 인가될 때, 흐르는 전류의 세기에 대한 신호를 수신하고, 수신된 전류의 세기에 대한 신호를 이용해 직류 직류 변환기(130)에서 출력되는 직류전압 및 발진기(150)에서 출력하는 교류신호의 주파수를 조절할 수 있다.The control unit 180 receives a signal indicating the intensity of the flowing current when the DC voltage output from the DC-DC converter 130 is applied to the AC power generating unit 160 from the current sensor unit 140, The DC voltage output from the DC-DC converter 130 and the frequency of the AC signal output from the oscillator 150 can be adjusted by using a signal of the intensity of the AC power.

제어부(180)는 교류 전력 생성부(160)에 인가되는 전류의 세기에 대한 신호를 전류 센서부(140)로부터 수신하여 무선전력 수신장치(300)의 존재 여부를 판단할 수 있다. 즉, 제어부(180)는 교류 전력 생성부(160)에 인가되는 전류의 세기를 이용해 무선전력 송신장치(200)로부터 전력을 수신할 수 있는 무선전력 수신장치(300)의 존재 여부를 확인할 수 있다.The control unit 180 may receive a signal indicating the intensity of the current applied to the AC power generating unit 160 from the current sensor unit 140 to determine whether the wireless power receiving apparatus 300 is present. That is, the control unit 180 can confirm whether or not the wireless power receiving apparatus 300 capable of receiving power from the wireless power transmitting apparatus 200 exists by using the intensity of the current applied to the AC power generating unit 160 .

제어부(180)는 소정의 주파수를 갖는 교류신호를 생성하도록 발진기(150)를 제어할 수 있다. 소정의 주파수는 공진을 이용하여 전력 전송이 이루어지는 경우, 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)의 공진 주파수를 의미할 수 있다. The controller 180 may control the oscillator 150 to generate an AC signal having a predetermined frequency. The predetermined frequency may mean the resonant frequency of the wireless power transmission apparatus 200 and the wireless power reception apparatus 300 when power transmission is performed using resonance.

저장부(170)는 교류 전력 생성부(160)에 인가되는 전류의 세기, 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)의 결합계수 및 직류 직류 변환기(130)에서 출력하는 직류전압을 대응시켜 저장하고 있을 수 있다. 즉, 저장부(170)에는 상기 3가지 값이 룩업 테이블의 형태로 저장되어 있을 수 있다.The storage unit 170 stores the intensity of the current applied to the AC power generating unit 160, the coupling coefficient between the wireless power transmitting apparatus 200 and the wireless power receiving apparatus 300, and the DC voltage output from the DC- May be stored in association with each other. That is, the storage unit 170 may store the three values in the form of a look-up table.

제어부(180)는 교류 전력 생성부(160)에 인가되는 전류의 세기와 대응되는 결합계수, 직류 직류 변환기(130)에서 출력하는 직류전압을 저장부(170)에서 검색하고, 검색된 직류전압을 출력하도록 직류 직류 변환기(130)를 제어할 수 있다.The control unit 180 searches the storage unit 170 for the DC voltage output from the DC-DC converter 130 and the coupling coefficient corresponding to the intensity of the current applied to the AC power generating unit 160, The DC / DC converter 130 can be controlled.

무선전력 송신장치(200)는 교류 전력 생성부(160)로부터 교류전력을 공급받는다.The wireless power transmission apparatus 200 receives AC power from the AC power generation unit 160.

무선전력 송신장치(200)가 공진을 이용해 무선전력 수신장치(300)에 전력을 전송하는 경우, 무선전력 송신장치(200)는 후술할 도 2에 도시된 송신부(210)의 구성인 송신 유도 코일부(211) 및 송신 공진 코일부(212)를 포함할 수 있다.When the wireless power transmission apparatus 200 transmits power to the wireless power reception apparatus 300 using the resonance, the wireless power transmission apparatus 200 transmits the transmission power of the transmission induction coil 200, which is the configuration of the transmission unit 210 shown in FIG. 2, A portion 211 and a transmission resonance coil portion 212. [

무선전력 송신장치(200)가 전자기 유도를 이용해 무선전력 수신장치(300)에 전력을 전송하는 경우, 무선전력 송신장치(200)는 후술할 도 2에 도시된 송신부(210)의 구성 중 송신 유도 코일부(211)만을 포함할 수 있다.When the wireless power transmitting apparatus 200 transmits the power to the wireless power receiving apparatus 300 using electromagnetic induction, the wireless power transmitting apparatus 200 transmits the power of the transmitting apparatus 210, which will be described later, Only the coil portion 211 can be included.

송신 공진 코일부(212)는 송신 유도 코일부(211)로부터 수신한 교류전력을 공진을 이용해 무선전력 수신장치(300)에 전송한다. 이 때, 무선전력 수신장치(300)는 도 2에 도시된 수신 공진 코일(310) 및 수신 유도 코일(320)을 포함할 수 있다.The transmission resonance coil part 212 transmits the AC power received from the transmission induction coil part 211 to the wireless power reception device 300 using resonance. At this time, the wireless power receiving apparatus 300 may include the reception resonant coil 310 and the reception induction coil 320 shown in FIG.

다음으로 도 2를 참조하면, 무선전력 전송 시스템(10)은 전력 공급 장치(100), 무선전력 송신장치(200), 무선전력 수신장치(300), 부하(400)를 포함할 수 있다.2, the wireless power transmission system 10 may include a power supply 100, a wireless power transmission device 200, a wireless power reception device 300, and a load 400. [

전력 공급 장치(100)는 도 1에서 설명한 구성요소들을 모두 포함하고, 그 구성요소의 기능 또한, 도 1에서 설명한 내용을 본질적으로 포함한다.The power supply 100 includes all the components described in FIG. 1, and the functions of the components also essentially include the contents described in FIG.

무선전력 송신장치(200)는 송신부(210), 검출부(220)를 포함할 수 있다.The wireless power transmission apparatus 200 may include a transmitting unit 210 and a detecting unit 220.

송신부(210)는 송신 유도 코일부(211), 송신 공진 코일부(212)를 포함할 수 있다.The transmission unit 210 may include a transmission inductive coil part 211 and a transmission resonant coil part 212.

전력 공급 장치(100)에서 생성된 교류전력은 무선전력 송신장치(200)로 전달되고, 무선전력 송신장치(200)와 공진을 이루는 무선전력 수신장치(300)로 전달된다. 무선전력 수신장치(300)로 전달된 전력은 정류부(320)를 거쳐 부하(400)로 전달된다. The AC power generated in the power supply apparatus 100 is transmitted to the wireless power transmission apparatus 200 and is transmitted to the wireless power reception apparatus 300 that resonates with the wireless power transmission apparatus 200. The power transmitted to the wireless power receiving apparatus 300 is transmitted to the load 400 via the rectifying unit 320.

부하(400)는 충전지 또는 기타 전력을 필요로 하는 임의의 장치를 의미할 수 있고, 본 발명의 실시 예에서는 부하(400)의 부하저항을 RL로 나타낸다. 일 실시 예에서 부하(400)는 무선전력 수신장치(300)에 포함될 수도 있다.The load 400 may refer to any device requiring recharge or other power, and in the embodiment of the present invention, the load resistance of the load 400 is denoted by RL. In one embodiment, the load 400 may be included in the wireless power receiving apparatus 300.

전력 공급 장치(100)는 소정 주파수를 갖는 교류 전력을 무선전력 송신장치(200)에 공급할 수 있다. 전력 공급 장치(100)는 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)간 공진 시의 공진주파수를 갖는 교류전력을 제공할 수 있다.
The power supply apparatus 100 can supply AC power having a predetermined frequency to the wireless power transmission apparatus 200. [ The power supply apparatus 100 can provide AC power having a resonance frequency at the resonance between the wireless power transmission apparatus 200 and the wireless power reception apparatus 300. [

*송신부(210)는 송신 유도 코일부(211)와 송신 공진 코일부(212)로 구성될 수 있다. The transmitting unit 210 may include a transmitting-inducing-coil unit 211 and a transmitting-resonating coil unit 212.

송신 유도 코일부(211)는 전력 공급 장치(100)와 연결되며, 전력 공급 장치(100)부터 제공받은 전력에 의해 교류 전류가 흐르게 된다. 송신 유도 코일부(211)에 교류 전류가 흐르면, 전자기 유도에 의해 물리적으로 이격되어 있는 송신 공진 코일부(212)에도 교류 전류가 유도되어 흐르게 된다. 송신 공진 코일부(212)로 전달된 전력은 공진에 의해 무선전력 송신장치(200)와 공진 회로를 이루는 무선전력 수신장치(300)로 전달된다.The transmission induction coil part 211 is connected to the power supply device 100 and an alternating current flows according to the power supplied from the power supply device 100. When an alternating current flows in the transmission induction coil part 211, an alternating current is induced and flows also in the transmission resonance coil part 212 physically separated by the electromagnetic induction. The power transmitted to the transmitting resonance coil part 212 is transmitted to the wireless power receiving apparatus 300 which is in resonance with the wireless power transmitting apparatus 200 by resonance.

임피던스가 매칭된 2개의 LC 회로 사이는 공진에 의해 전력이 전송될 수 있다. 이와 같은 공진에 의한 전력 전송은 전자기 유도에 의한 전력 전송보다 더 먼 거리까지 더 높은 효율로 전력 전달이 가능하게 한다.Power can be transmitted by resonance between two LC circuits whose impedance is matched. Such resonance-based power transmission enables power transmission to be carried out farther than the power transmission by electromagnetic induction with higher efficiency.

무선전력 송신장치(200)의 송신 공진 코일부(212)는 자기장을 통해 무선전력 수신장치(300)의 수신 공진 코일부(311)에 전력을 전송할 수 있다. The transmission resonance coil section 212 of the wireless power transmission apparatus 200 can transmit power to the reception resonance coil section 311 of the wireless power receiving apparatus 300 through a magnetic field.

구체적으로, 송신 공진 코일부(212)와 수신 공진 코일부(311)는 공진 주파수에서 동작하도록 자기적으로 공진 결합되어 있다. Specifically, the transmission resonance coil portion 212 and the reception resonance coil portion 311 are magnetically resonantly coupled to operate at a resonance frequency.

송신 공진 코일부(212)와 수신 공진 코일부(311)의 공진 결합으로 인해 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)간 전력 전송의 효율은 크게 향상될 수 있다.The efficiency of power transmission between the wireless power transmission apparatus 200 and the wireless power reception apparatus 300 can be greatly improved due to the resonance coupling between the transmission resonance coil section 212 and the reception resonance coil section 311.

송신 유도 코일부(211)는 송신 유도 코일(L1)과 캐패시터(C1)를 포함할 수 있다. 여기서, 캐패시터(C1)의 캐패시턴스는 공진주파수에서 동작하도록 조절된 값이다.The transmission induction coil part 211 may include a transmission induction coil L1 and a capacitor C1. Here, the capacitance of the capacitor C1 is a value adjusted to operate at the resonant frequency.

캐패시터(C1)의 일단은 전력 공급 장치(100)의 일단에 연결되고, 캐패시터(C1)의 타단은 송신 유도 코일(L1)의 일단에 연결된다. 송신 유도 코일(L1)의 타단은 전력 공급 장치(100)의 타단에 연결된다. One end of the capacitor C1 is connected to one end of the power supply apparatus 100 and the other end of the capacitor C1 is connected to one end of the transmission induction coil L1. The other end of the transmission induction coil L1 is connected to the other end of the power supply device 100. [

송신 공진 코일부(212)는 송신 공진 코일(L2), 캐패시터(C2), 저항(R2)을 포함한다. 송신 공진 코일(L2)은 캐패시터(C2)의 일단에 연결된 일단과 저항(R2)의 일단에 연결된 타단을 포함한다. 저항(R2)의 타단은 캐패시터(C2)의 타단에 연결된다. R2는 송신 공진 코일(L2)에서 전력손실로 발생하는 양을 저항으로 나타낸 것이다. 캐패시터(C2)의 캐패시턴스는 공진주파수에서 동작하도록 조절된 값이다.The transmission resonance coil section 212 includes a transmission resonance coil L2, a capacitor C2, and a resistor R2. The transmission resonant coil L2 includes one end connected to one end of the capacitor C2 and the other end connected to one end of the resistor R2. The other end of the resistor R2 is connected to the other end of the capacitor C2. R2 represents the amount of resistance generated in the transmission resonance coil L2 as a power loss. The capacitance of capacitor C2 is a value adjusted to operate at the resonant frequency.

검출부(220)는 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)간 결합상태를 검출할 수 있다. 일 실시 예에서 결합상태는 송신 공진 코일부(212)와 수신 공진 코일부(311) 간 결합계수를 통해 파악될 수 있다. 여기서, 검출부(220)는 입력 임피던스를 측정하여 상기 결합계수를 검출할 수 있다. 이에 대해서는 후술한다.The detection unit 220 can detect the coupling state between the wireless power transmission apparatus 200 and the wireless power reception apparatus 300. [ In one embodiment, the coupling state can be grasped through the coupling coefficient between the transmission resonance coil part 212 and the reception resonance coil part 311. Here, the detection unit 220 can detect the coupling coefficient by measuring the input impedance. This will be described later.

무선전력 수신장치(300)는 수신부(310), 정류부(320)를 포함할 수 있다.The wireless power receiving apparatus 300 may include a receiving unit 310 and a rectifying unit 320.

무선전력 수신장치(300)는 휴대폰, 마우스, 노트북, MP3 플레이어 등과 같은 전자기기에 내장될 수 있다.The wireless power receiving apparatus 300 may be embedded in an electronic device such as a cellular phone, a mouse, a notebook computer, an MP3 player, or the like.

수신부(310)는 수신 공진 코일부(311)와 수신 유도 코일부(312)를 포함할 수 있다.The reception unit 310 may include a reception resonance coil unit 311 and a reception induction coil unit 312.

수신 공진 코일부(311)는 수신 공진 코일(L3), 캐패시터(C3), 저항(R3)을 포함한다. 수신 공진 코일(L3)은 캐패시터(C3)의 일단에 연결된 일단과 저항(R3)의 일단에 연결된 타단을 포함한다. 저항(R3)의 타단은 캐패시터(C2)의 타단에 연결된다. 저항(R3)는 수신 공진 코일(L3)에서 전력손실로 발생하는 량을 저항으로 나타낸 것이다. 캐패시터(C3)의 캐패시턴스는 공진주파수에서 동작하도록 조절된 값이다.The reception resonance coil portion 311 includes a reception resonance coil L3, a capacitor C3, and a resistor R3. The receiving resonant coil L3 includes one end connected to one end of the capacitor C3 and the other end connected to one end of the resistor R3. The other end of the resistor R3 is connected to the other end of the capacitor C2. The resistor R3 is a resistor that represents the amount of power loss occurring in the receiving resonant coil L3. The capacitance of the capacitor C3 is a value adjusted to operate at the resonance frequency.

수신 유도 코일부(312)는 수신 유도 코일(L4) 및 캐패시터(C4)를 포함할 수 있다. 수신 유도 코일(L4)의 일단은 캐패시터(C4)의 일단에 연결되고, 수신 유도 코일(L4)의 타단은 정류부(320)의 타단에 연결된다. 캐패시터(C4)의 타단은 정류뷰(320)의 일단에 연결된다. The reception induction coil part 312 may include a reception induction coil L4 and a capacitor C4. One end of the reception induction coil L4 is connected to one end of the capacitor C4 and the other end of the reception induction coil L4 is connected to the other end of the rectification part 320. [ The other end of the capacitor C4 is connected to one end of the rectifying view 320. [

수신 공진 코일부(311)는 송신 공진 코일부(212)와 공진주파수에서 공진 상태를 유지한다. 즉, 수신 공진 코일부(311)는 송신 공진 코일부(212)와 공진 결합되어 교류전류가 흐르게 되고, 이에 따라 비방사(Non-Radiative) 방식으로 무선전력 송신장치(200)로부터 전력을 수신할 수 있다.The reception resonance coil section 311 maintains the resonance state at the resonance frequency with the transmission resonance coil section 212. That is, the reception resonance coil part 311 is resonantly coupled with the transmission resonance coil part 212 to flow an alternating current, and thereby receives power from the wireless power transmission device 200 in a non-radiated manner .

수신 유도 코일부(312)는 수신 공진 코일부(311)로부터 전자기 유도에 의해 전력을 수신하고, 수신 유도 코일부(312)로 수신된 전력은 정류부(320)를 통해 정류되어 부하(400)로 전달된다.The reception induction coil part 312 receives the electric power by electromagnetic induction from the reception resonance coil part 311 and the electric power received by the reception induction coil part 312 is rectified through the rectification part 320 and is supplied to the load 400 .

정류부(320)는 수신 유도 코일부(312)로부터 교류전력을 전달받고, 전달받은 교류전력을 직류전력으로 변환시킬 수 있다.The rectifying unit 320 receives the AC power from the reception induction coil part 312 and can convert the received AC power into DC power.

정류부(320)는 정류회로(미도시)와 평활회로(미도시)를 포함할 수 있다. The rectifying unit 320 may include a rectifying circuit (not shown) and a smoothing circuit (not shown).

정류회로는 다이오드와 캐패시터로 구성될 수 있으며, 수신 유도 코일부(312)로부터 전달받은 교류전력을 직류전력으로 변환하여, 부하(400)에 전달할 수 있다.The rectifier circuit may include a diode and a capacitor, and may convert AC power received from the reception induction coil part 312 into DC power and transmit the DC power to the load 400.

평활 회로는 정류 출력을 매끄럽게 하는 역할을 한다. 평활회로는 캐패시터로 구성될 수 있다.The smoothing circuit smoothes the rectified output. The smoothing circuit may comprise a capacitor.

부하(400)는 정류부(320)로부터 정류된 직류 전력을 전달받을 수 있다.The load 400 can receive rectified DC power from the rectifier 320.

부하(400)는 직류 전력을 필요로 하는 임의의 충전지 또는 장치일 수 있다. 예를 들어, 부하(400)는 휴대용 단말기의 배터리일 수 있으나, 이에 한정될 필요는 없다.The load 400 may be any rechargeable battery or device requiring direct current power. For example, the load 400 may be a battery of the portable terminal, but is not limited thereto.

일 실시 예에서 부하(400)는 무선전력 수신장치(300)에 포함될 수도 있다.In one embodiment, the load 400 may be included in the wireless power receiving apparatus 300.

무선전력 전송에서 품질 지수(Quality Factor)와 결합계수(Coupling Coefficient)는 중요한 의미를 갖는다.In wireless power transmission, quality factor and coupling coefficient have important meaning.

품질 지수(Quality Factor)는 무선전력 송신장치 또는 무선전력 수신장치 부근에 축척할 수 있는 에너지의 지표를 의미할 수 있다.The Quality Factor may refer to an index of energy that can be scaled in the vicinity of a wireless power transmission device or a wireless power receiving device.

품질 지수(Quality Factor)는 동작 주파수(w), 코일의 형상, 치수, 소재 등에 따라 달라질 수 있다. 수식으로는 Q=w*L/R로 표현될 수 있다. L은 코일의 인덕턴스이고, R은 코일자체에서 발생하는 전력손실의 양에 해당하는 저항을 의미한다.The quality factor may vary depending on the operating frequency (w), the shape of the coil, the dimensions, and the material. The formula can be expressed as Q = w * L / R. L is the inductance of the coil, and R is the resistance corresponding to the amount of power loss occurring in the coil itself.

품질 지수(Quality Factor)는 0에서 무한대의 값을 가질 수 있다.The Quality Factor can have a value from zero to infinity.

결합계수(Coupling Coefficient)는 송신 측 코일과 수신 측 코일 간 자기적 결합의 정도를 의미하는 것으로 0에서 1의 범위를 갖는다.Coupling coefficient means the degree of magnetic coupling between the transmitting coil and the receiving coil, and ranges from 0 to 1.

결합계수(Coupling Coefficient)는 송신 측 코일과 수신 측 코일의 상대적인 위치나 거리 등에 따라 달라질 수 있다.The coupling coefficient may vary depending on the relative position or distance between the transmitting coil and the receiving coil.

무선전력 송신장치(200) 및 무선전력 수신장치(300)는 인밴드(In band) 또는 아웃 오브 밴드(out of band) 통신을 통해 무선전력 수신장치(300)와 정보를 교환할 수 있다.
The wireless power transmission apparatus 200 and the wireless power reception apparatus 300 can exchange information with the wireless power reception apparatus 300 through an in band or out of band communication.

*인밴드(In band) 통신은 무선전력 전송에 사용되는 주파수를 갖는 신호를 이용하여 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)간 정보를 교환하는 통신을 의미할 수 있다. 무선전력 수신장치(300)는 스위칭 동작을 통해 무선전력 송신장치(200)에서 송신되는 전력을 수신하거나, 수신하지 않을 수 있다. 이에 따라, 무선전력 송신장치(200)는 무선전력 송신장치(200)에서 소모되는 전력량을 검출하여 무선전력 수신장치(300)의 온 또는 오프 신호를 인식할 수 있다. In-band communication may refer to communication for exchanging information between the wireless power transmission apparatus 200 and the wireless power reception apparatus 300 using a signal having a frequency used for wireless power transmission. The wireless power receiving apparatus 300 may receive or not receive the power transmitted from the wireless power transmitting apparatus 200 through the switching operation. Accordingly, the wireless power transmission apparatus 200 can detect the amount of power consumed in the wireless power transmission apparatus 200 and recognize the ON or OFF signal of the wireless power reception apparatus 300. [

구체적으로, 무선전력 수신장치(300)는 저항과 스위치를 이용해 저항에서 흡수하는 전력량을 변화시켜 무선전력 송신장치(200)에서 소모되는 전력을 변경시킬 수 있다. 무선전력 송신장치(200)는 상기 소모되는 전력의 변화를 감지하여 무선전력 수신장치(300)의 상태 정보를 획득할 수 있다. 스위치와 저항은 직렬로 연결될 수 있다. 일 실시 예에서 무선전력 수신장치(300)의 상태 정보는 무선전력 수신장치(300)의 현재 충전량, 충전량 추이에 대한 정보를 포함할 수 있다.Specifically, the wireless power receiving apparatus 300 can change the power consumed in the wireless power transmitting apparatus 200 by changing the amount of power absorbed by the resistor using the resistor and the switch. The wireless power transmission apparatus 200 can detect the change in the consumed power and obtain the status information of the wireless power reception apparatus 300. [ The switch and resistor can be connected in series. In one embodiment, the status information of the wireless power receiving apparatus 300 may include information on a current charging amount and a charging amount change of the wireless power receiving apparatus 300.

더 구체적으로 설명하면, 스위치가 개방되면, 저항이 흡수하는 전력은 0이 되고, 무선전력 송신장치(200)에서 소모되는 전력도 감소한다. More specifically, when the switch is opened, the power absorbed by the resistor becomes zero, and the power consumed by the wireless power transmission apparatus 200 also decreases.

스위치가 단락되면, 저항이 흡수하는 전력은 0보다 크게 되고, 무선전력 송신장치(200)에서 소모되는 전력은 증가한다. 무선전력 수신장치는 이와 같은 동작을 반복하면, 무선전력 송신장치(200)는 무선전력 송신장치(200)에서 소모되는 전력을 검출하여 무선전력 수신장치(300)와 디지털 통신을 수행할 수 있다. If the switch is shorted, the power absorbed by the resistor is greater than zero, and the power consumed by the wireless power transmission apparatus 200 increases. When the wireless power receiving apparatus repeats the above operation, the wireless power transmitting apparatus 200 can detect the power consumed in the wireless power transmitting apparatus 200 and perform digital communication with the wireless power receiving apparatus 300.

무선전력 송신장치(200)는 위와 같은 동작에 따라 무선전력 수신장치(300)의 상태 정보를 수신하고, 그에 적합한 전력을 송신할 수 있다.The wireless power transmitting apparatus 200 can receive the status information of the wireless power receiving apparatus 300 according to the above operation, and can transmit appropriate power.

이와는 반대로, 무선전력 송신장치(200) 측에 저항과 스위치를 구비하여 무선전력 송신장치(200)의 상태 정보를 무선전력 수신장치(300)에 전송하는 것도 가능하다. 일 실시 예에서 무선전력 송신장치(200)의 상태 정보는 무선전력 송신장치(200)가 전송할 수 있는 최대공급 전력량, 무선전력 송신장치(200)가 전력을 제공하고 있는 무선전력 수신장치(300)의 개수 및 무선전력 송신장치(200)의 가용 전력량에 대한 정보를 포함할 수 있다.Conversely, it is also possible to transmit the state information of the wireless power transmission apparatus 200 to the wireless power reception apparatus 300 by providing a resistor and a switch on the wireless power transmission apparatus 200 side. In one embodiment, the status information of the wireless power transmission apparatus 200 includes the maximum amount of power that the wireless power transmission apparatus 200 can transmit, the wireless power transmission apparatus 300 that the wireless power transmission apparatus 200 is providing power, And information on the amount of available power of the wireless power transmission apparatus 200.

아웃 오브 밴드 통신은 공진 주파수 대역이 아닌 별도의 주파수 대역을 이용하여 전력 전송에 필요한 정보를 교환하는 통신을 말한다. 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)는 아웃 오브 밴드 통신 모듈을 장착하여 전력 전송에 필요한 정보를 교환할 수 있다. 상기 아웃 오브 밴드 통신 모듈은 전력 공급 장치에 장착될 수도 있다. 일 실시 예에서 아웃 오브 밴드 통신 모듈은 블루투스, 지그비, 무선랜, NFC와 같은 근거리 통신 방식을 사용할 수 있으나, 이에 한정될 필요는 없다.Out-of-band communication refers to communication in which information necessary for power transmission is exchanged by using a separate frequency band instead of the resonance frequency band. The wireless power transmission apparatus 200 and the wireless power reception apparatus 300 can exchange information necessary for power transmission by mounting an out-of-band communication module. The out-of-band communication module may be mounted on a power supply. In one embodiment, the out-of-band communication module may use a short-range communication method such as Bluetooth, Zigbee, wireless LAN, or NFC, but is not limited thereto.

다음으로 도 3 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 제어 방법을 상세히 설명한다.Next, a power control method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 3 to FIG.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 4는 최대 전력 전송 효율을 만족하기 위한 결합계수와 부하 임피던스의 관계를 보여주는 도면이고, 도 5는 부하가 배터리인 경우, 최대 전력 전송 효율을 만족하기 위한 결합계수와 부하 임피던스의 관계의 예를 보여주는 도면이고, 도 6은 부하가 배터리인 경우, 배터리에 인가되는 전압에 대한 전류의 관계를 보여주는 도면이고, 도 7은 부하가 배터리인 경우, 배터리에 인가되는 전력량과 부하 임피던스의 관계를 보여주는 도면이고, 도 8은 부하가 배터리인 경우, 최대 전력 전송 효율을 만족하기 위한 결합계수와 부하의 수신 전력의 관계를 보여주는 도면이다.FIG. 3 is a flowchart for explaining a power control method according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a coupling coefficient and a load impedance for satisfying a maximum power transmission efficiency, FIG. 6 is a graph showing an example of a relationship between a coupling coefficient and a load impedance for satisfying the maximum power transmission efficiency when the load is a battery, 7 is a graph showing the relationship between the amount of power applied to the battery and the load impedance when the load is a battery, and FIG. 8 is a graph showing the relationship between the coupling coefficient for satisfying the maximum power transmission efficiency and the received power of the load Fig.

먼저, 도 3에서 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 제어 방법을 도 1 및 도 12의 내용에 결부시켜 설명한다.3, a power control method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 12. FIG.

무선전력 송신장치(200)는 입력 임피던스를 측정한다(S101). 입력 임피던스는 제1 입력 임피던스(Z1)일 수 있다. 제1 입력 임피던스(Z1)는 도 2에서 보는 바와 같이, 전력 공급 장치(100)에서 무선전력 송신장치(200)를 바라보았을 때 측정되는 임피던스 일 수 있다. 일 실시 예에서 검출부(220)는 전력 공급 장치(100)에서 무선전력 송신장치(200)로 입력되는 전류와 전압을 이용하여 제1 입력 임피던스(Z1)를 측정할 수 있다. The wireless power transmitting apparatus 200 measures the input impedance (S101). The input impedance may be the first input impedance Z1. The first input impedance Z1 may be an impedance measured when the wireless power transmission apparatus 200 is viewed from the power supply apparatus 100, as shown in FIG. In one embodiment, the detector 220 may measure the first input impedance Z1 using the current and voltage input to the wireless power transmission device 200 in the power supply 100. [

다시 도 3을 설명하면, 검출부(220)는 측정된 입력 임피던스를 이용하여 결합계수를 검출한다(S103). 여기서, 결합계수(K2)는 송신 공진 코일(L2)와 수신 공진 코일(L3)간의 전자기적 결합의 정도를 표시하는 것으로, 무선전력 송신장치(200) 및 무선전력 수신장치(300) 간의 거리, 방향, 위치 중 적어도 어느 하나에 의해 달라질 수 있는 값이다.Referring again to FIG. 3, the detection unit 220 detects the coupling coefficient using the measured input impedance (S103). The coupling coefficient K2 indicates the degree of electromagnetic coupling between the transmitting resonant coil L2 and the receiving resonant coil L3 and is a distance between the wireless power transmitting apparatus 200 and the wireless power receiving apparatus 300, Direction, and position of the target.

상기 측정된 결합계수는 무선전력 송신장치(200)가 무선전력 수신장치(300)에 전송할 송신 전력을 제어하는데 사용될 수 있다. 일 실시 예에서 무선전력 송신장치(200)는 검출된 결합계수가 증가할수록 송신 전력을 증가시킬 수 있고, 검출된 결합계수가 감소할수록 송신 전력을 감소시킬 수 있다.The measured coupling coefficient may be used to control the transmission power to be transmitted by the wireless power transmission apparatus 200 to the wireless power reception apparatus 300. In one embodiment, the wireless power transmission apparatus 200 can increase the transmission power as the detected coupling coefficient increases, and reduce the transmission power as the detected coupling coefficient decreases.

상기 결합계수를 검출하는 방법을 설명한다.A method of detecting the coupling coefficient will be described.

도 2를 참조하면, 제3 입력 임피던스(Z3)는 수신 공진 코일부(311)에서 수신 유도 코일부(312)를 바라보았을 때의 임피던스를 의미할 수 있고, [수학식 1]과 같이 표현될 수 있다.Referring to FIG. 2, the third input impedance Z3 may denote the impedance when the reception resonance coil part 311 is viewed from the reception induction coil part 312, and may be expressed as in Equation (1) .

[수학식 1][Equation 1]

여기서, w는 송신 공진 코일(L2)와 수신 공진 코일(L3)이 공진할 때의 공진주파수이고, M3는 수신 공진 코일(L3)과 수신 유도 코일(L4)간 상호 인덕턴스를 의미한다. 또한, ZL은 출력 임피던스를 의미한다. 출력 임피던스(ZL)는 부하(400)의 임피던스인 RL과 같을 수 있다.Here, w is the resonance frequency when the transmission resonance coil L2 and the reception resonance coil L3 resonate, and M3 is the mutual inductance between the reception resonance coil L3 and the reception induction coil L4. Also, ZL means the output impedance. The output impedance ZL may be equal to the impedance RL of the load 400. [

상호 인덕턴스(M3)는 다음의 [수학식 2]를 통해 계산될 수 있다.The mutual inductance M3 can be calculated through the following equation (2).

[수학식 2]&Quot; (2) "

여기서, K3는 수신 공진 코일(L3)와 수신 유도 코일(L4)간 결합계수이고, 고정된 값이다. 수신 공진 코일(L3)의 인덕턴스 및 수신 유도 코일(L4)의 인덕턴스 또한 고정된 값이므로, 상호 인덕턴스(M3)도 고정된 값이다.Here, K3 is a coupling coefficient between the reception resonant coil L3 and the reception induction coil L4, and is a fixed value. Since the inductance of the reception resonant coil L3 and the inductance of the reception induction coil L4 are also fixed values, the mutual inductance M3 is also a fixed value.

[수학식 1]에서 공진주파수(w), 상호 인덕턴스(M3), 부하 임피던스(ZL), 수신 유도 코일(L4)의 인덕턴스 및 캐패시터(C4)의 캐패시턴스는 고정된 값이므로, 제3 입력 임피던스(Z3)는 고정된 값을 갖는다.Since the resonance frequency w, the mutual inductance M3, the load impedance ZL, the inductance of the receiving induction coil L4 and the capacitance of the capacitor C4 are fixed values in Equation 1, the third input impedance Z3) have a fixed value.

[수학식 1]은 주파수 영역을 기준으로 한 수식이고, 이하의 수식들도 주파수 영역을 기준으로 하여 표현하기로 한다.[Equation 1] is an equation based on a frequency domain, and the following equations are also expressed on the basis of a frequency domain.

제2 입력 임피던스(Z2)는 무선전력 송신장치(200)에서 무선전력 수신장치(300)를 바라보았을 때 측정되는 임피던스를 의미하고, [수학식 3]과 같이 표현될 수 있다.The second input impedance Z2 means an impedance measured when the wireless power transmission apparatus 200 views the wireless power reception apparatus 300 and can be expressed as Equation (3).

[수학식 3]&Quot; (3) "

여기서, M2는 송신 공진 코일(L2)와 수신 공진 코일(L3)간의 상호 인덕턴스를 의미하고, C3는 수신 공진 코일부(311)를 등가회로로 변환 시 표현되는 캐패시터를 의미한다. 또한, R3는 수신 공진 코일(L3)에서 전력손실로 발생하는 손실량을 저항으로 나타낸 것이다.M2 denotes a mutual inductance between the transmitting resonant coil L2 and the receiving resonant coil L3 and C3 denotes a capacitor expressed when the receiving resonant coil 311 is converted into an equivalent circuit. Further, R3 represents a loss caused by a power loss in the reception resonance coil L3 as a resistance.

캐패시터(C3)의 캐패시턴스, 수신 공진 코일(L3)의 인덕턴스, 제3 입력 임피던스(Z3), 저항(R3)은 고정된 값이다.The capacitance of the capacitor C3, the inductance of the reception resonant coil L3, the third input impedance Z3, and the resistance R3 are fixed values.

상호 인덕턴스(M2)는 다음의 [수학식 4]를 통해 계산될 수 있다.The mutual inductance M2 can be calculated through the following equation (4).

[수학식 4]&Quot; (4) "

여기서, 송신 공진 코일(L2)의 인덕턴스 및 수신 공진 코일(L3)의 인덕턴스는 고정된 값이므로, 상호 인덕턴스(M2)는 송신 공진 코일(L2)와 수신 공진 코일(L3)간의 결합계수(K2)에 따라 변화될 수 있다.Since the inductance of the transmitting resonant coil L2 and the inductance of the receiving resonant coil L3 are fixed values, the mutual inductance M2 is the coupling coefficient K2 between the transmitting resonant coil L2 and the receiving resonant coil L3. . &Lt; / RTI >

따라서, [수학식 1]의 제3 입력 임피던스(Z3)를 [수학식 3]에 대입하면, 제2 입력 임피던스(Z2)는 상호 인덕턴스(M2)에 관한 식으로 표현될 수 있고, 상호 인덕턴스(M2)에 의해 가변될 수 있다.Therefore, when the third input impedance Z3 of Equation (1) is substituted into Equation (3), the second input impedance Z2 can be expressed by the equation relating to the mutual inductance M2 and the mutual inductance M2. &Lt; / RTI >

제1 입력 임피던스(Z1)는 전력 공급 장치(100)에서 무선전력 송신장치(200) 측을 바라보았을 때 측정되는 임피던스를 의미하고, [수학식 5]과 같이 표현될 수 있다.The first input impedance Z1 means an impedance measured when the power supply apparatus 100 is viewed from the side of the wireless power transmission apparatus 200 and can be expressed as Equation (5).

[수학식 5]&Quot; (5) "

여기서, M1은 송신 유도 코일(L1)과 송신 공진 코일(L2)간 상호 인덕턴스이다. Here, M1 is mutual inductance between the transmission induction coil L1 and the transmission resonance coil L2.

상호 인덕턴스(M1)은 다음의 [수학식 6]을 통해 계산될 수 있다.The mutual inductance M1 can be calculated through the following equation (6).

[수학식 6]&Quot; (6) "

여기서, 송신 공진 코일(L1)의 인덕턴스, 송신 유도 코일(L2)의 인덕턴스 및 송신 공진 코일(L1)과 송신 유도 코일(L2)의 결합계수(K1)은 고정된 값이므로, 상호 인덕턴스(M1)도 고정된 값을 갖는다.Since the inductance of the transmission resonant coil L1 and the inductance of the transmission induction coil L2 and the coupling coefficient K1 of the transmission resonant coil L1 and the transmission induction coil L2 are fixed values, Has a fixed value.

송신 유도 코일(L1)의 인덕턴스, 캐패시터(C1)의 캐패시턴스, 상호 인덕턴스(M1), 송신 공진 코일(L2)의 인덕턴스, 캐패시터(C2), 저항(R2)는 모두 고정된 값이나, 제2 입력 임피던스(Z2)는 상호 인덕턴스(M2)에 의해 가변될 수 있는 값이다.The inductance of the transmission induction coil L1, the capacitance of the capacitor C1, the mutual inductance M1, the inductance of the transmission resonant coil L2, the capacitor C2 and the resistor R2 are all fixed values, The impedance Z2 is a value that can be varied by mutual inductance M2.

[수학식 2]를 [수학식 3]에 대입하면, 제1 입력 임피던스(Z1)는 상호 인덕턴스(M2)에 관한 식으로 표현될 수 있다.When Equation (2) is substituted into Equation (3), the first input impedance Z1 can be expressed by an equation relating to mutual inductance M2.

검출부(220)는 단계(S101)에서 측정된 제1 입력 임피던스(Z1) 및 상기 상호 인덕턴스(M2)에 관한 식 제1 입력 임피던스(Z1)를 이용하여 상호 인덕턴스(M2)를 계산할 수 있고, 계산된 상호 인덕턴스(M2) 및 [수학식 4]를 통해 결합계수(K2)를 검출할 수 있다.The detecting unit 220 may calculate the mutual inductance M2 using the first input impedance Z1 measured in step S101 and the first input impedance Z1 relating to the mutual inductance M2, The coupling coefficient K2 can be detected through the mutual inductance M2 and the equation 4. [

결합계수(K2)를 검출하는 또 다른 방법은 도 13에서 설명한다.Another method of detecting the coupling coefficient K2 is described in Fig.

다시 도 3을 설명하면, 무선전력 송신장치(200)는 검출된 결합계수(K2)에 대응하는 수신 전력을 결정한다(S105). 여기서, 결정된 수신 전력은 무선전력 송신장치(200)와 부하(400)간 전력 전송 효율을 최대로 높이기 위해 부하(400)에서 수신되어야 하는 전력을 의미할 수 있다. Referring again to FIG. 3, the wireless power transmission apparatus 200 determines the reception power corresponding to the detected coupling coefficient K2 (S105). Here, the determined received power may mean the power that should be received at the load 400 to maximize the power transfer efficiency between the wireless power transmission apparatus 200 and the load 400. [

이하에서는, 결합계수(K2)를 검출하고, 검출된 결합계수(K2)에 따라 부하(400)에서 수신되어야 하는 수신 전력을 결정하는 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of detecting the coupling coefficient K2 and determining the received power to be received in the load 400 according to the detected coupling coefficient K2 will be described.

도 2를 참조하면, 전력 전송 효율(Efficiency)은 다음의 [수학식 7]을 통해 계산될 수 있다.Referring to FIG. 2, the power transmission efficiency may be calculated through the following equation (7).

[수학식 7]&Quot; (7) "

여기서, Pin은 전력 공급 장치(100)가 무선전력 송신장치(200)에 전달하는 송신 전력이고, Pout은 부하(400)에서 소모하는 소모 전력임과 동시에 부하(400)가 수신하는 수신 전력을 의미할 수 있다. IL은 부하(400)에 흐르는 전류이다.Here, Pin is the transmission power transmitted from the power supply apparatus 100 to the wireless power transmission apparatus 200, Pout is the consumed power consumed in the load 400, and means the reception power received by the load 400 can do. IL is the current flowing in the load 400. [

전류(I1)는 무선전력 송신장치(200)에 입력되는 전류이고, 동시에 송신 유도 코일부(211)에 흐르는 전류이다.The current I1 is a current input to the wireless power transmission apparatus 200 and is a current flowing in the transmission induction coil portion 211 at the same time.

전류(I1)는 다음과 같은 과정을 통해 계산될 수 있다.The current I1 can be calculated through the following process.

먼저, 수신 공진 코일부(311)에 흐르는 전류를 I3라고 하면, I3는 다음의 [수학식 8]과 같이 표현될 수 있다.First, if the current flowing in the reception resonance coil part 311 is I3, then I3 can be expressed by the following equation (8).

[수학식 8]&Quot; (8) "

송신 공진 코일부(212)에 흐르는 전류를 I2라 하면, I2는 다음의 [수학식 9]와 같이 표현될 수 있다.Assuming that the current flowing in the transmission resonance coil part 212 is I2, I2 can be expressed as the following equation (9).

[수학식 9]&Quot; (9) "

송신 유도 코일부(211)에 흐르는 전류를 I1이라 하면, I1은 다음의 [수학식 10]과 같이 표현될 수 있다.Assuming that the current flowing in the transmission induction coil part 211 is I1, I1 can be expressed by the following equation (10).

[수학식 10]&Quot; (10) "

[수학식 8]을 [수학식 9]에 대입하고, 대입한 식을 [수학식 10]에 대입한 식 및 위에서 계산된 상호 인덕턴스(M2)로 표현된 제1 입력 임피던스(Z1)를 [수학식 7]에 대입하면, 전력 전송 효율에 대한 다음의 [수학식 11]이 얻어진다.The first input impedance Z1 represented by the mutual inductance M2 calculated above and the equation obtained by substituting the substituted expression into the expression (10) are substituted into the expression (9) (7), the following equation (11) for the power transmission efficiency is obtained.

[수학식 11]&Quot; (11) "

[수학식 11]는 다음의 [수학식 12]와 같이 정리된다.Equation (11) can be summarized as Equation (12) below.

[수학식 12]&Quot; (12) "

송신 공진 코일부(212)의 품질 지수(Q2)는 다음의 [수학식 13]과 같이 표현되고, 수신 공진 코일부(311)의 품질 지수(Q3)는 다음의 [수학식 14]와 같이 표현된다.The quality index Q2 of the transmission resonance coil section 212 is expressed by the following equation 13 and the quality index Q3 of the reception resonance coil section 311 is expressed by the following equation do.

[수학식 13]&Quot; (13) "

[수학식 14]&Quot; (14) "

[수학식 13] 및 [수학식 14]를 [수학식 12]에 대입하면, 다음의 [수학식 15]와 같이 정리된다.Substituting Equations (13) and (14) into Equation (12) yields the following Equation (15).

[수학식 15]&Quot; (15) "

계산의 편의를 위해, x는 다음의 [수학식 16], m은 다음의 [수학식 17]과 같이 치환한다.For convenience of calculation, x is replaced with the following equation (16), and m is replaced with the following equation (17).

[수학식 16]&Quot; (16) "

[수학식 17]&Quot; (17) "

[수학식 16] 및 [수학식 17]을 전력 전송 효율에 대한 식인 [수학식 15]에 대입하면, 전력 전송 효율은 다음의 [수학식 18]과 같이 정리될 수 있다.If Equation (16) and Equation (17) are substituted into Equation (15) for power transmission efficiency, the power transmission efficiency can be summarized as Equation (18).

[수학식 18]&Quot; (18) "

전력 전송 효율이 최대가 되는 조건을 얻기 위해 [수학식 18]을 x에 대해 미분하면, 다음의 [수학식 19]와 같이 정리될 수 있다.(18) is differentiated with respect to x in order to obtain a condition that maximizes the power transmission efficiency, the following equation (19) can be obtained.

[수학식 19]&Quot; (19) "

[수학식 19]에서 전력 전송 효율이 최대가 되는 조건은 x가 다음의 [수학식 20]과 같을 경우이다.The condition for maximizing the power transmission efficiency in Equation (19) is the case where x is equal to the following Equation (20).

[수학식 20]&Quot; (20) "

[수학식 20]에서 [수학식 16]의 x와 [수학식 17]의 m을 대입하면, 다음의 [수학식 21]이 얻어진다.Substituting x in (16) and m in (17) into (20), the following equation (21) is obtained.

[수학식 21]&Quot; (21) "

[수학식 21]을 RL에 대해 정리하면, 다음의 [수학식 22]가 얻어진다.(21) is summarized for RL, the following equation (22) is obtained.

[수학식 22]&Quot; (22) "

즉, 부하(400)의 임피던스(RL)가 [수학식 22]와 같은 값을 가질 때, 전력 전송 효율은 최대가 된다. 이 때, 전력 전송 효율은 다음의 [수학식 23]과 같이 계산될 수 있다.That is, when the impedance RL of the load 400 has the same value as in Equation 22, the power transmission efficiency becomes maximum. At this time, the power transmission efficiency can be calculated by the following equation (23).

[수학식 23]&Quot; (23) "

즉, 부하(400)의 임피던스(RL)가 [수학식 22]와 같을 때, 최대 전력 전송 효율이 [수학식 23]과 같이 얻어질 수 있다.That is, when the impedance RL of the load 400 is equal to (Equation 22), the maximum power transmission efficiency can be obtained as shown in Equation 23 below.

[수학식 22]를 참조하면, 전력 전송 효율이 최대가 되는 조건을 만족하는 부하(400)의 임피던스(RL)는 결합계수(K)에 따라 달라질 수 있음을 보여준다. Referring to Equation (22), it can be seen that the impedance RL of the load 400 satisfying the condition that the power transmission efficiency is maximized can be varied according to the coupling coefficient K.

구체적으로 [수학식 22]의 결합계수(K)와 부하(400)의 임피던스 간 관계를 그래프로 도시하면, 도 4와 같다.More specifically, the relationship between the coupling coefficient K of the equation (22) and the impedance of the load 400 is shown in a graph in FIG.

도 4에서 x축은 결합계수(K)이고, y축은 부하 임피던스를 나타낸다. 4, the x-axis is the coupling coefficient K and the y-axis is the load impedance.

도 4를 참조하면, 결합계수(K)가 증가함에 따라 부하 임피던스는 감소하고, 결합계수(K)가 감소함에 따라 부하 임피던스는 증가하는 경향을 확인할 수 있다. 즉, 결합계수(K)에 따라 부하 임피던스가 가변되어야 전력 전송 효율이 최대가 될 수 있다.Referring to FIG. 4, the load impedance decreases as the coupling coefficient K increases, and the load impedance tends to increase as the coupling coefficient K decreases. That is, the power transmission efficiency can be maximized if the load impedance varies according to the coupling coefficient K.

결합계수(K)는 무선전력 송신장치(200) 및 무선전력 수신장치(300)간의 거리, 서로 놓여있는 위치 중 어느 하나 이상에 따라 달라질 수 있으므로, 최대 전력 전송 효율을 얻기 위해서는 이에 따라, 부하(400)의 임피던스가 달라질 필요가 있다.Since the coupling coefficient K may vary depending on at least one of the distance between the wireless power transmission apparatus 200 and the wireless power reception apparatus 300 and the positions lying therebetween, 400) needs to be changed.

도 5는 결합계수(K)와 부하 임피던스 간의 관계를 구체적인 수치를 통해 나타낸 그래프이다.5 is a graph showing the relationship between the coupling coefficient K and the load impedance through specific numerical values.

결합계수(K)가 0.05일 때, 부하 임피던스는 13.3옴이고, 결합계수(K)가 0.10일 때, 부하 임피던스는 8옴이고, 결합계수(K)가 0.25일 때, 부하 임피던스는 5옴으로, 결합계수(K)가 증가함에 따라 부하 임피던스가 감소하면, 전력 전송 효율이 최대가 된다.When the coupling coefficient K is 0.05, the load impedance is 13.3 ohms. When the coupling coefficient K is 0.10, the load impedance is 8 ohms. When the coupling coefficient K is 0.25, the load impedance is 5 ohms. If the load impedance decreases as the coupling coefficient K increases, the power transmission efficiency becomes maximum.

일반적으로 부하(400)에 사용되는 휴대용 단말기의 배터리가 있다. 배터리의 임피던스는 배터리에 인가되는 전력량에 따라 달라지는 경향이 있다. 여기서, 부하(400)의 예로 휴대용 단말기의 배터리를 들었으나, 이에 한정될 필요는 없고, 부하(400)에 인가되는 전력량에 따라 부하(400)의 임피던스가 달라지는 것이면 어느 것이든 상관없다.Generally, there is a battery of a portable terminal used in the load 400. [ The impedance of the battery tends to vary depending on the amount of power applied to the battery. Here, the load 400 may be a battery of the portable terminal, but the present invention is not limited thereto, and the load 400 may have any impedance depending on the amount of power applied to the load 400.

도 6을 참조하면, 배터리에 인가되는 전압에 대한 전류의 관계가 그래프로 도시되어 있다. Referring to FIG. 6, the relationship of the current to the voltage applied to the battery is shown in a graph.

배터리의 임피던스(RL)는 다음의 [수학식 24]와 같이 표현될 수 있다.The impedance RL of the battery can be expressed by the following equation (24).

[수학식 24]&Quot; (24) "

여기서, V는 배터리에 인가되는 전압이고, I는 배터리에 흐르는 전류이다. Here, V is the voltage applied to the battery and I is the current flowing in the battery.

만약, 배터리에 4V가 인가되는 경우, 배터리에 인가되는 전력량은 1.2W(4V X 0.3A)가 되고, 이 때, 배터리의 임피던스는 13.3옴(4V/0.3A)가 된다.If 4 V is applied to the battery, the amount of power applied to the battery becomes 1.2 W (4 V X 0.3 A), and the impedance of the battery becomes 13.3 ohms (4 V / 0.3 A) at this time.

만약, 배터리에 4.583V이 인가되는 경우, 배터리에 인가되는 전력량은 2.0W(4.583V X 0.437A)가 되고, 이 때, 배터리의 임피던스는 약 10.5옴(4.458V/0.437A)가 된다.If 4.583 V is applied to the battery, the amount of power applied to the battery becomes 2.0 W (4.583 V X 0.437 A), and the impedance of the battery becomes about 10.5 ohms (4.458 V / 0.437 A) at this time.

만약, 배터리에 5V가 인가되는 경우, 배터리에 인가되는 전력량은 5.0W(5V X 1.0A)가 되고, 이 때, 배터리의 임피던스는 5.0옴(5V/1A)가 된다.If 5 V is applied to the battery, the amount of power applied to the battery becomes 5.0 W (5 V X 1.0 A), and the impedance of the battery becomes 5.0 V (5 V / 1A) at this time.

즉, 이와 같이, 배터리에 인가되는 전력량에 따라 배터리의 임피던스가 달라질 수 있다.That is, the impedance of the battery can be changed according to the amount of power applied to the battery.

또한, 이 결과를 이용하여 최대 전력 전송 효율을 만족하도록 배터리에 인가되는 전력량에 따른 부하 임피던스의 관계를 그래프로 도시하면, 도 7과 같다.FIG. 7 is a graph showing the relationship of the load impedance according to the amount of power applied to the battery so as to satisfy the maximum power transmission efficiency using the results.

도 7에서 x축은 배터리에 인가되는 전력량이고, y축은 배터리(부하)의 임피던스이다. In Fig. 7, the x-axis is the amount of power applied to the battery, and the y-axis is the impedance of the battery (load).

도 7에서 보는 바와 같이, 배터리의 임피던스는 배터리에 인가되는 전력량에 따라 그 값이 달라짐을 확인할 수 있다. As shown in FIG. 7, it can be seen that the impedance of the battery varies according to the amount of power applied to the battery.

여기서, 도 5와 도 7을 비교하면, 그래프의 형태가 유사함을 확인할 수 있다. 구체적으로, 도 5를 참조하면, 결합계수(K)가 증가함에 따라 부하 임피던스가 감소하고, 결합계수(K)가 감소함에 따라 부하 임피던스가 증가함을 확인할 수 있고, 도 7을 참조하면, 배터리에 인가되는 전력량이 증가함에 따라 배터리의 임피던스가 감소하고, 배터리에 인가되는 전력량이 감소함에 따라 배터리의 임피던스가 증가함을 확인할 수 있고, 도 5와 도 7에 도시된 그래프의 형태는 매우 유사함을 확인할 수 있다.Here, comparing FIG. 5 and FIG. 7, it is confirmed that the graphs are similar in shape. 5, it can be seen that the load impedance decreases as the coupling coefficient K increases and the load impedance increases as the coupling coefficient K decreases. Referring to FIG. 7, The impedance of the battery decreases as the amount of power applied to the battery decreases, and the impedance of the battery increases as the amount of power applied to the battery decreases. The shapes of the graphs shown in FIGS. 5 and 7 are very similar can confirm.

즉, 무선전력 전송 시스템(10)의 부하(400)를 배터리와 같이, 인가되는 전력량에 따라 임피던스가 달라질 수 있는 것을 채용하면, 결합계수(K)와 부하(400)의 수신 전력 간 특정한 대응관계가 성립됨을 확인할 수 있다. 이 경우, 결합계수(K)에 따라 부하(400)의 수신 전력이 상기 대응관계가 성립되도록 송신 전력을 조절된다면, 도 5에서 도시된 최대 전력 전송 효율을 얻기 위한 조건을 만족시킬 수 있다.That is, when the load 400 of the wireless power transmission system 10 is used such that the impedance of the load 400 varies depending on the amount of power applied, a specific correspondence relationship between the coupling coefficient K and the received power of the load 400 Is established. In this case, if the transmission power is adjusted so that the reception power of the load 400 depends on the coupling coefficient K, the condition for obtaining the maximum power transmission efficiency shown in FIG. 5 can be satisfied.

즉, 결합계수(K)에 따라 최대 전력 전송 효율을 얻기 위해 부하 임피던스를 조절해야 하는데, 이는 도 7에서 보는 바와 같이, 전력량을 제어함으로써 가능하다. 다시 말해, 결합계수(K)에 따라 배터리의 수신 전력이 결정될 수 있고, 배터리가 결정된 수신 전력을 수신하도록 송신 전력이 조절된다면, 도 5의 전력 전송 효율이 최대가 되는 조건이 만족되어 최대 전력 전송 효율을 얻을 수 있다.That is, the load impedance must be adjusted to obtain the maximum power transmission efficiency according to the coupling coefficient K, which is possible by controlling the amount of power as shown in FIG. In other words, if the reception power of the battery can be determined according to the coupling coefficient K and the transmission power is adjusted so that the battery receives the determined reception power, the condition that the power transmission efficiency of FIG. 5 becomes the maximum is satisfied, Efficiency can be obtained.

상기 대응관계는 도 8의 그래프와 같이 나타낼 수 있다.The corresponding relationship can be represented as a graph of FIG.

도 8을 참조하면, 결합계수(K)에 따라 배터리에서 수신하는 수신 전력 간 관계가 그래프로 도시되어 있다. 결합계수(K)가 0.05일 때, 배터리에서 수신하는 전력량이 1.2W이고, 결합계수(K)가 0.10일 때, 배터리에서 수신하는 전력량이 2.0W이고, 결합계수(K)가 0.25일 때, 배터리에서 수신하는 전력량이 5W이면, 도 5에서 도시된 최대 전력 전송 효율을 얻기 위한 조건을 만족한다.
Referring to FIG. 8, the relationship between the received power received by the battery according to the coupling coefficient K is shown graphically. When the amount of power received by the battery is 2.0W and the coupling coefficient K is 0.25 when the coupling coefficient K is 0.05 and the amount of power received by the battery is 1.2W and the coupling coefficient K is 0.10, If the amount of power received by the battery is 5 W, the condition for obtaining the maximum power transmission efficiency shown in FIG. 5 is satisfied.

*결국, 최대 전력 전송 효율을 얻기 위해 결합계수(K)에 따라 부하(400)가 수신해야 하는 수신 전력을 결정해야 한다.Finally, to obtain the maximum power transmission efficiency, it is necessary to determine the received power that the load 400 should receive according to the coupling coefficient K.

일 실시 예에서 무선전력 송신장치(200)는 결합계수(K2)에 대응하는 수신 전력을 저장하고 있는 저장부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 무선전력 송신장치(200)는 저장부를 검색하여, 결합계수(K2)에 대응하는 수신 전력을 찾아 수신 전력을 결정할 수 있다. In one embodiment, the wireless power transmission apparatus 200 may further include a storage unit (not shown) storing received power corresponding to the coupling coefficient K2. The wireless power transmission apparatus 200 can search the storage unit and find the reception power corresponding to the coupling coefficient K2 to determine the reception power.

다시 도 3을 설명하면, 무선전력 송신장치(200)는 부하(400)가 현재 수신하고 있는 수신 전력을 확인한다(S107). 무선전력 수신장치(300)는 무선전력 송신장치(200)로부터 수신한 전력을 부하(400)에 그대로 전달하므로, 무선전력 수신장치(300)가 수신하는 전력과 부하(400)가 수신하는 전력은 동일한 것으로 가정한다. Referring again to FIG. 3, the wireless power transmission apparatus 200 confirms the reception power currently received by the load 400 (S107). The wireless power receiving apparatus 300 transmits the power received from the wireless power transmitting apparatus 200 directly to the load 400 so that the power received by the wireless power receiving apparatus 300 and the power received by the load 400 Are assumed to be the same.

무선전력 송신장치(200)가 부하(400)에서 현재 수신하고 있는 전력을 확인하는 방법은 다양한 방법이 사용될 수 있다.Various methods can be used as a method of confirming the power currently being received by the wireless power transmitting apparatus 200 in the load 400. [

일 실시 예에서 무선전력 송신장치(200)는 도 2에서 설명된 아웃 오브 밴드 통신을 통해 부하(400)가 현재 수신하고 있는 수신 전력을 확인할 수 있다. 구체적으로, 무선전력 송신장치(200)는 아웃 오브 밴드 통신을 통해 무선전력 수신장치(300)가 현재 수신하고 있는 수신 전력에 대한 정보를 요청하고, 요청에 대한 응답을 수신하여 현재 수신 전력을 확인할 수 있다.In one embodiment, the wireless power transmission apparatus 200 can confirm the reception power currently being received by the load 400 through the out-of-band communication described in FIG. Specifically, the wireless power transmission apparatus 200 requests information on the reception power currently being received by the wireless power reception apparatus 300 through out-of-band communication, receives a response to the request, and confirms the current reception power .

일 실시 예에서 무선전력 송신장치(200)는 무선전력 송신장치(200) 내부에 흐르는 전류의 세기 측정하여 부하(400)가 현재 수신하고 있는 수신 전력을 확인할 수 있다. 이 경우, 무선전력 송신장치(200)는 도 1에서 설명한 전력 공급 장치(100)를 포함할 수 있다. 일 예로, 무선전력 송신장치(200)의 내부에 흐르는 전류의 세기는 부하(400)가 현재 수신하고 있는 수신 전력과 연관될 수 있다. 구체적으로, 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)간 거리가 일정할 때, 부하(400)가 수신하고 있는 전력이 많을수록 무선전력 송신장치(200)의 내부에 흐르는 전류의 세기는 커질 수 있고, 부하(400)가 수신하고 있는 전력이 작을수록 무선전력 송신장치(200)의 내부에 흐르는 전류의 세기는 작아질 수 있다.In one embodiment, the wireless power transmission device 200 can determine the received power currently being received by the load 400 by measuring the strength of the current flowing within the wireless power transmission device 200. In this case, the wireless power transmission apparatus 200 may include the power supply apparatus 100 described in FIG. In one example, the intensity of the current flowing inside the wireless power transmission device 200 may be related to the received power that the load 400 is currently receiving. Specifically, when the distance between the wireless power transmission apparatus 200 and the wireless power reception apparatus 300 is constant, the more power the load 400 receives, the more the intensity of the current flowing in the wireless power transmission apparatus 200 And the intensity of the current flowing in the wireless power transmission apparatus 200 can be reduced as the power received by the load 400 is smaller.

무선전력 송신장치(200)는 무선전력 송신장치(200)의 내부에 흐르는 전류의 세기와 부하(400)가 수신하고 있는 전력을 대응시켜 저장하고 있는 저장부(170)를 포함할 수 있고, 상기 저장부(170)를 검색하여 측정된 전류의 세기와 대응하는 수신 전력을 찾아 부하(400)가 현재 수신하고 있는 수신 전력을 확인할 수 있다.The wireless power transmission apparatus 200 may include a storage unit 170 that stores the intensity of the current flowing in the wireless power transmission apparatus 200 and the power received by the load 400 in association with each other, It is possible to search the storage unit 170 and find the reception power corresponding to the intensity of the measured current to confirm the reception power that the load 400 is currently receiving.

그 후, 무선전력 송신장치(200)는 확인된 수신 전력이 상기 결정된 수신 전력과 동일한지 확인한다(S109).After that, the wireless power transmission apparatus 200 confirms whether the confirmed received power is equal to the determined received power (S109).

만약, 확인된 수신 전력이 결정된 수신 전력과 다른 것으로 확인된 경우, 무선전력 송신장치(200)는 무선전력 수신장치(300)에 전송할 송신 전력을 결정한다(S111). 즉, 무선전력 송신장치(200)는 최대의 전력 전송 효율을 얻기 위해 상기 결정된 수신 전력에 대응하는 송신 전력을 결정할 수 있다.If it is determined that the received power is different from the determined received power, the wireless power transmitting apparatus 200 determines a transmission power to be transmitted to the wireless power receiving apparatus 300 (S111). That is, the wireless power transmission apparatus 200 can determine the transmission power corresponding to the determined reception power to obtain the maximum power transmission efficiency.

무선전력 송신장치(200)는 결정된 송신 전력을 무선전력 수신장치(300)에 전송하기 위해 무선전력 수신장치(300)에 전송되는 송신 전력을 제어한다(S113). 일 실시 예에서 무선전력 송신장치(200)는 전력 공급 장치(100)에 전원을 공급하는 전원 공급부(110)를 제어하여 송신 전력을 제어하는 방법이 사용될 수 있고, 이에 대해서는 도 9 및 도 10에서 자세히 설명한다.The wireless power transmission apparatus 200 controls the transmission power to be transmitted to the wireless power reception apparatus 300 to transmit the determined transmission power to the wireless power reception apparatus 300 (S113). In one embodiment, the wireless power transmission apparatus 200 may be a method of controlling the transmission power by controlling the power supply unit 110 that supplies power to the power supply apparatus 100, as shown in FIGS. 9 and 10 I will explain in detail.

또 다른 실시 예에서 무선전력 송신장치(200)는 무선전력 송신장치(200)의 내부에 흐르는 전류를 측정하여 송신 전력을 제어할 수 있다. 이에 대해서는 도 11 및 도 12에서 자세히 후술한다.In another embodiment, the wireless power transmission apparatus 200 can control the transmission power by measuring the current flowing inside the wireless power transmission apparatus 200. This will be described in detail later with reference to FIG. 11 and FIG.

무선전력 송신장치(200)는 전력 공급 장치(100)로부터 결정된 송신 전력을 공급받아 무선전력 수신장치(300)에 전송한다. 부하(400)는 무선전력 수신장치(300)로부터 최대의 전력 전송 효율을 만족하는 수신 전력을 전달받을 수 있다. The wireless power transmission apparatus 200 receives the transmission power determined from the power supply apparatus 100 and transmits the transmission power to the wireless power reception apparatus 300. The load 400 can receive the received power satisfying the maximum power transmission efficiency from the wireless power receiving apparatus 300. [

상기와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 무선전력 송신장치(200)는 전력 전송 효율이 최대가 되도록 하기 위한 송신 전력을 전송하고, 부하(400)는 전력 전송 효율이 최대가 되도록 하기 위한 수신 전력을 수신할 수 있어, 결과적으로, 전력 전송 효율을 최대화 시킬 수 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, the wireless power transmission apparatus 200 transmits the transmission power for maximizing the power transmission efficiency, and the load 400 is the reception power for maximizing the power transmission efficiency Power can be received, and as a result, the power transmission efficiency can be maximized.

다음으로 도 1 내지 도 8의 내용과 결부시켜 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전력 제어 방법을 도 9 내지 도 10을 참조하여 설명한다. 도 9 내지 도 10은 도 3의 단계(S113)의 송신 전력을 제어하기 위한 방법에 관한 내용이다.Next, a power control method according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 to 10 in connection with the contents of FIGS. 1 to 8. FIG. Figs. 9 to 10 show a method for controlling the transmission power in step S113 of Fig. 3.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선전력 전송 시스템(20)의 구성도이고, 도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전력 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.FIG. 9 is a configuration diagram of a wireless power transmission system 20 according to another embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a flowchart illustrating a power control method according to another embodiment of the present invention.

먼저, 무선전력 전송 시스템(20)은 전원 공급 장치(500), 무선전력 송신장치(900), 무선전력 수신장치(300)를 포함할 수 있다.First, the wireless power transmission system 20 may include a power supply 500, a wireless power transmission device 900, and a wireless power reception device 300.

무선전력 수신장치(300)는 도 1 내지 도 2에서 설명한 내용과 같다.The wireless power receiving apparatus 300 is the same as that described in FIG. 1 to FIG.

무선전력 송신장치(900)는 전원 공급 장치(500)로부터 직류 전력을 전달받을 수 있다. 구체적으로, 무선전력 송신장치(900)는 전원 공급 장치(500)에 전압 제어 신호를 전송하여, 조절된 직류 전압을 수신할 수 있다.The wireless power transmission apparatus 900 can receive DC power from the power supply 500. Specifically, the wireless power transmission apparatus 900 may transmit a voltage control signal to the power supply apparatus 500 to receive a regulated DC voltage.

무선전력 송신장치(900)는 송신부(910), 전류 센싱부(930), 발진기(940), 교류 전력 생성부(950), 제어부(960), 저장부(970), 직류 차단부(980)를 더 포함할 수 있다.The wireless power transmission apparatus 900 includes a transmission unit 910, a current sensing unit 930, an oscillator 940, an AC power generation unit 950, a control unit 960, a storage unit 970, a DC blocking unit 980, As shown in FIG.

전류 센싱부(930)는 전원 공급 장치(500)로부터 수신한 직류 전압이 교류 전력 생성부(950)에 인가될 때, 회로에 흐르는 전류를 감지하고 감지된 전류의 세기를 측정할 수 있다. 그러나, 전류 센싱부(930)가 측정하는 지점은 이에 한정될 필요는 없고, 후술할 교류 전력 생성부(950)에서 출력되는 지점도 포함될 수 있다. When the DC voltage received from the power supply unit 500 is applied to the AC power generation unit 950, the current sensing unit 930 can sense the current flowing through the circuit and measure the intensity of the sensed current. However, the point measured by the current sensing unit 930 need not be limited to this, and a point output from the AC power generating unit 950 described later may also be included.

무선전력 송신장치(900) 내부에 흐르는 전류의 세기는 무선전력 송신장치(900)와 무선전력 수신장치(300)간 전력 전송 상태에 따라 가변될 수 있다. 상기 전력 전송 상태에 대해서는 후술한다.The intensity of the current flowing in the wireless power transmission apparatus 900 may vary depending on the power transmission state between the wireless power transmission apparatus 900 and the wireless power reception apparatus 300. [ The power transmission state will be described later.

일 실시 예에서 전류 센싱부(930)는 변류기(CT: Current Transformer)가 사용될 수 있다.In one embodiment, the current sensing unit 930 may be a current transformer (CT).

발진기(940)(Oscillator)는 소정의 주파수를 갖는 교류신호를 생성할 수 있다. 후술할 송신부(910)가 공진을 이용하여 무선전력 수신장치(300)에 전력을 전송하는 경우, 발진기(940)는 송신부(910)에 포함된 송신 공진 코일이 공진 주파수에서 동작하도록 공진 주파수를 갖는 교류신호를 생성하여 교류 전력 생성부(950)에 전달할 수 있다. 발진기(940)에서 생성된 교류신호는 교류 전력 생성부(950)에 인가된다.An oscillator 940 (Oscillator) may generate an AC signal having a predetermined frequency. When a transmitting unit 910 to be described later transmits power to the wireless power receiving apparatus 300 using resonance, the oscillator 940 has a resonance frequency such that the transmitting resonance coil included in the transmitting unit 910 operates at a resonance frequency An AC signal can be generated and transmitted to the AC power generation unit 950. The AC signal generated by the oscillator 940 is applied to the AC power generation unit 950.

교류 전력 생성부(950)는 전원 공급 장치(500)의 교류 직류 변환기(510)로부터 수신한 직류 전력을 발진기(940)로부터 전달받은 교류신호를 이용하여 교류 전력을 생성할 수 있다. The AC power generation unit 950 can generate AC power using the AC signal received from the oscillator 940 by the DC power received from the AC DC converter 510 of the power supply apparatus 500.

교류 전력 생성부(950)는 발진기(940)로부터 인가된 교류신호를 증폭할 수 있다. 일 실시 예에서 상기 증폭의 정도는 교류 전력 생성부(950)에 인가되는 직류 전압의 크기에 따라 가변될 수 있다. The AC power generation unit 950 can amplify the AC signal applied from the oscillator 940. In one embodiment, the degree of amplification may vary depending on the magnitude of the DC voltage applied to the AC power generator 950.

일 실시 예에서 교류 전력 생성부(950)는 푸쉬 풀 타입(push-pull type)의 듀얼 모스펫(Dual MOSFET)이 사용될 수 있다.In one embodiment, the AC power generation unit 950 may be a push-pull type dual MOSFET.

제어부(960)는 무선전력 송신장치(900)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. The control unit 960 can control the overall operation of the wireless power transmission apparatus 900. [

제어부(960)는 무선전력 송신장치(900)와 무선전력 수신장치(300)간 전력 전송 상태 변화를 감지할 수 있다. 제어부(960)는 상기 전력 전송 상태 변화를 감지하여 전원 공급 장치(500)로부터 수신할 직류 전력을 결정할 수 있고, 결정된 직류 전력을 수신하기 위해 전원 공급 장치(500)에 전력 제어 신호를 전력선 통신을 이용해 전송할 수 있다. 일 실시 예에서 상기 전력 전송 상태는 무선전력 송신장치(900)와 무선전력 수신장치(300)간 떨어진 거리, 양 장치가 놓여있는 방향에 대한 것일 수 있다. The control unit 960 can detect a change in the power transmission state between the wireless power transmission apparatus 900 and the wireless power reception apparatus 300. The control unit 960 detects a change in the power transmission state to determine a DC power to be received from the power supply apparatus 500 and transmits a power control signal to the power supply apparatus 500 in order to receive the determined DC power . In one embodiment, the power transmission state may be for a distance between the wireless power transmission device 900 and the wireless power reception device 300, such as the direction in which both devices are located.

일 실시 예에서 상기 전력 전송 상태는 무선전력 수신장치(300)의 전력 수신 상태에 대한 것일 수 있다. 예를 들면, 무선전력 수신장치(300)의 충전량이 기준량보다 적은 경우, 무선전력 수신장치(300)는 아웃 오브 밴드(out-of-band)통신을 통해 현재 전송되는 전력보다 많은 전력을 전송하도록 무선전력 송신장치(200)에 요청할 수 있다. 그러면, 무선전력 송신장치(900)는 상기 요청에 대응하여 무선전력 수신장치(300)에 전송할 송신 전력을 결정할 수 있다. 무선전력 송신장치(900)는 상기 결정된 송신 전력에 대응하여 전원 공급 장치(500)로부터 수신할 직류 전력을 결정할 수 있고, 결정된 직류 전력을 수신하기 위해 전원 공급 장치(500)를 제어할 수 있다. 그 후, 무선전력 송신장치(900)는 상기 결정된 직류 전력을 전원 공급 장치(500)로부터 전달받고, 전달받은 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 무선전력 수신장치(300)에 전송할 수 있다.In one embodiment, the power transmission state may be for a power receiving state of the wireless power receiving apparatus 300. [ For example, when the charging amount of the wireless power receiving apparatus 300 is smaller than the reference amount, the wireless power receiving apparatus 300 may transmit the power more than the currently transmitted power through out-of-band communication And may request the wireless power transmission apparatus 200. The wireless power transmission apparatus 900 may then determine the transmission power to transmit to the wireless power reception apparatus 300 in response to the request. The wireless power transmission apparatus 900 can determine the DC power to be received from the power supply apparatus 500 in response to the determined transmission power and can control the power supply apparatus 500 to receive the determined DC power. Thereafter, the wireless power transmission apparatus 900 receives the determined direct current power from the power supply apparatus 500, converts the received direct current power into alternating current power, and transmits the converted direct current power to the wireless power receiving apparatus 300.

제어부(960)는 전류 센싱부(930)가 측정한 전류의 세기를 수신하고, 상기 측정된 전류의 세기에 기초하여 무선전력 송신장치(900)와 무선전력 수신장치(300)간 떨어져 있는 근접거리를 확인할 수 있다. The control unit 960 receives the intensity of the current measured by the current sensing unit 930 and calculates a proximity distance between the wireless power transmission apparatus 900 and the wireless power reception apparatus 300 based on the measured current intensity .

제어부(960)는 확인된 근접거리를 이용하여, 전원 공급 장치(500)로부터 수신할 직류 전압을 결정할 수 있다. 제어부(960)는 결정된 직류 전압에 대한 정보가 포함되어 있는 전압 제어 신호를 전원 공급 장치(500)에 전송할 수 있다. 이 때, 무선전력 송신장치(900)와 전원 공급 장치(500) 간에는 전력선 통신을 이용하여 상기 전압 제어 신호를 전송할 수 있다. 전력선 통신은 전력을 공급하는 전력선을 매개체로 하여 데이터를 수백kHz에서 수십 MHz 이상의 고주파 신호에 실어 통신하는 기술을 말한다. 즉, 전력선 통신은 전용 통신 회선을 따로 설치하지 않고, 배선작업이 완료된 전력선을 이용하여 통신을 수행한다.The control unit 960 can determine the DC voltage to be received from the power supply apparatus 500 using the identified proximity. The control unit 960 may transmit a voltage control signal including information on the determined direct current voltage to the power supply apparatus 500. [ At this time, the voltage control signal can be transmitted between the wireless power transmission apparatus 900 and the power supply apparatus 500 using power line communication. Power line communication refers to a technique of communicating data by transmitting data on several hundreds of kHz to several tens of MHz or more of high frequency signals through a power line supplying power. That is, power line communication does not require a dedicated communication line but performs communication using a power line for which wiring work has been completed.

일 실시 예에서 제어부(960)는 상기 측정된 전류의 세기에 기초하여 무선전력 송신장치(900)와 무선전력 수신장치(300)간 떨어져 있는 거리인 근접거리를 확인할 수 있다.In one embodiment, the controller 960 can determine a proximity distance that is a distance between the wireless power transmission apparatus 900 and the wireless power reception apparatus 300 based on the measured current intensity.

일 실시 예에서 제어부(960)는 상기 확인된 근접 거리가 아닌 상기 측정된 전류의 세기에 기초하여 전원 공급 장치(500)로부터 수신할 직류 전압을 결정할 수도 있다.In one embodiment, the controller 960 may determine a DC voltage to be received from the power supply 500 based on the measured current intensity rather than the identified proximity.

저장부(970)는 전류 센싱부(930)에서 측정된 전류의 세기 및 무선전력 송신장치(900)와 무선전력 수신장치(300)간 근접 거리를 대응시켜 룩업테이블의 형태로 저장할 수 있다. The storage unit 970 may store the intensity of the current measured by the current sensing unit 930 and the proximity distance between the wireless power transmission apparatus 900 and the wireless power reception apparatus 300 in the form of a lookup table.

저장부(970)는 전류 센싱부(930)에서 측정된 전류의 세기 및 무선전력 송신장치(900)가 전원 공급 장치(500)로부터 수신할 직류 전압을 대응시켜 룩업테이블의 형태로 저장할 수 있다.The storage unit 970 may store the intensity of the current measured by the current sensing unit 930 and the DC voltage received from the power supply apparatus 500 by the wireless power transmission apparatus 900 in the form of a lookup table.

저장부(970)는 전류 센싱부(930)에서 측정된 전류의 세기, 무선전력 송신장치(900)와 무선전력 수신장치(300)간 근접 거리 및 무선전력 송신장치(900)가 전원 공급 장치(500)로부터 수신할 직류 전압을 대응시켜 룩업테이블의 형태로 저장할 수 있다.The storage unit 970 stores the intensity of the current measured by the current sensing unit 930 and the proximity distance between the wireless power transmitting apparatus 900 and the wireless power receiving apparatus 300 and the wireless power transmitting apparatus 900 from the power supply apparatus 500 in correspondence with the DC voltage to be received and store them in the form of a look-up table.

직류 차단부(980)는 제어부(960)에 인가되는 직류 신호를 차단할 수 있다. 일 실시 예에서 직류 차단부(980)는 커패시터로 구성될 수 있다.The DC blocking unit 980 may block the DC signal applied to the controller 960. In one embodiment, the DC blocking portion 980 may comprise a capacitor.

송신부(910)는 교류 전력 생성부(950)에서 출력된 교류전력을 무선전력 수신장치(300)에 무선으로 전송할 수 있다. The transmitting unit 910 can wirelessly transmit the AC power output from the AC power generating unit 950 to the wireless power receiving apparatus 300.

전원 공급 장치(500)는 교류 직류 변환기(510), 제어부(520), 직류 차단부(530)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서 전원 공급 장치(500)는 외부로부터 수신한 교류 전원을 직류 전원으로 변환할 수 있는 어댑터(adaptor)일 수 있다.The power supply unit 500 may include an AC / DC converter 510, a control unit 520, and a DC blocking unit 530. In one embodiment, the power supply apparatus 500 may be an adapter capable of converting AC power received from the outside into DC power.

교류 직류 변환기(510)는 외부로부터 수신한 교류 전압을 소정의 크기를 갖는 직류 전압으로 변환할 수 있다. 이 때, 외부로부터 수신한 교류 전압은 그 크기가 220V이고, 주파수가 60Hz일 수 있으나, 이에 한정될 필요는 없다. 제어부(520)는 무선전력 송신장치(900)로부터 전압 제어 신호를 수신하여, 무선전력 송신장치(200)가 결정한 직류 전압을 출력하도록 교류 직류 변환기(510)를 제어할 수 있다. 즉, 제어부(520)는 무선전력 송신장치(900)에서 측정된 전류의 세기에 대응하는 직류 전압을 출력하도록 교류 직류 변환기(510)를 제어하는 전압 조절 신호를 생성하여 교류 직류 변환기(510)에 전송할 수 있다. 이 떼, 교류 직류 변환기(510)는 상기 전압 조절 신호를 수신하여 외부로부터 수신한 교류 전압을 소정의 크기의 직류 전압으로 변환하여 출력할 수 있다.The AC-DC converter 510 can convert an AC voltage received from the outside into a DC voltage having a predetermined magnitude. At this time, the AC voltage received from the outside may be 220V in size and the frequency may be 60Hz, but it is not limited thereto. The control unit 520 can receive the voltage control signal from the wireless power transmission apparatus 900 and control the AC-DC converter 510 to output the DC voltage determined by the wireless power transmission apparatus 200. That is, the control unit 520 generates a voltage adjustment signal for controlling the AC-DC converter 510 so as to output a DC voltage corresponding to the intensity of the current measured by the wireless power transmission apparatus 900 and supplies the generated voltage adjustment signal to the AC-DC converter 510 Lt; / RTI > The alternating current (DC) converter 510 receives the voltage regulating signal, and converts the alternating voltage received from the outside into a direct current voltage of a predetermined magnitude.

직류 차단부(530)는 제어부(520)로 인가되는 직류 신호를 차단할 수 있다. 일 실시 예에서 직류 차단부(530)는 커패시터로 구성될 수 있다.The DC blocking unit 530 may block the DC signal applied to the control unit 520. In one embodiment, the DC blocking portion 530 may comprise a capacitor.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전력 제어 방법을 설명하기 위한 래더 다이어그램이다.10 is a ladder diagram for explaining a power control method according to another embodiment of the present invention.

이하에서는, 도 9의 내용을 결부시켜 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 제어 방법을 설명한다.Hereinafter, a power control method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

도 10을 참조하면, 먼저, 전류 센싱부(930)는 무선전력 송신장치(900) 내부에 흐르는 전류의 세기를 측정할 수 있다(S201). 전류 센싱부(930)는 무선전력 송신장치(900)의 내부에 흐르는 전류를 감지하여 감지된 전류의 세기를 측정할 수 있다.Referring to FIG. 10, the current sensing unit 930 may measure the intensity of a current flowing in the wireless power transmission apparatus 900 (S201). The current sensing unit 930 can sense the current flowing in the wireless power transmitter 900 and measure the intensity of the sensed current.

일 실시 예에서 전류 센싱부(930)는 도 9에서 도시된 교류 전력 생성부(950)에 입력되는 전류의 세기를 측정할 수 있다. 또 다른 실시 예에서 전류 센싱부(930)는 교류 전력 생성부(950)에서 출력되는 전류의 세기를 측정할 수도 있으나, 이에 한정될 필요는 없고, 무선전력 송신장치(900)의 내부에 흐르는 전류의 세기를 측정할 수 있다.In one embodiment, the current sensing unit 930 can measure the intensity of the current input to the AC power generating unit 950 shown in FIG. In another embodiment, the current sensing unit 930 may measure the intensity of the current output from the AC power generating unit 950, but the present invention is not limited thereto, Can be measured.

일 실시 예에서 전류 센싱부(930)는 변류기(CT: Current Transformer)가 사용될 수 있다. 변류기는 회로에 흐르는 높은 전류를 필요한 값의 낮은 전류로 낮추어 측정할 수 있는 장치이다. 즉, 변류기는 회로에 흐르는 임의의 전류에 대해 그에 비례하는 전류로 변성시켜 전류를 측정할 수 있다. 보다 구체적으로, 변류기는 1차권선, 2차권선과 철심으로 구성되어 있으며, 철심을 지나는 자속에 의해 전자기 유도 현상이 발생하면, 1차 전류를 변류비에 비례하여 2차 전류로 변성시킬 수 있고, 변성된 2차 전류를 측정할 수 있다. In one embodiment, the current sensing unit 930 may be a current transformer (CT). A current transformer is a device that can measure a high current flowing in a circuit by lowering the current to the required value. That is, the current transformer can measure the current by modifying it with a current proportional to an arbitrary current flowing in the circuit. More specifically, the current transformer is composed of a primary winding, a secondary winding, and an iron core. When an electromagnetic induction phenomenon occurs due to the magnetic flux passing through the iron core, the primary current can be transformed into a secondary current in proportion to the current ratio , The denatured secondary current can be measured.

일 실시 예에서 전류 센싱부(930)는 권선형, 봉형, 관통형, 3차 권선부형, 다심 철심형 중 어느 하나의 변류기가 사용될 수 있다.In one embodiment, the current sensing unit 930 may be a current transformer, such as a wire-wound type, a bar type, a through type, a tertiary winding type, or a multi-core type.

일 실시 예에서 전류 센싱부(930)가 측정하는 전류의 세기는 무선전력 송신장치(900)와 무선전력 수신장치(300)간 떨어져 있는 근접 거리에 따라 가변될 수 있다. 즉, 전류 센싱부(930)에서 측정된 전류의 세기가 커질수록 무선전력 송신장치(900)와 무선전력 수신장치(300)간 거리가 가까워지는 것을 의미하고, 전류 센싱부(930)에서 측정된 전류의 세기가 작아질수록 무선전력 송신장치(900)와 무선전력 수신장치(300)간 거리가 멀어지는 것을 의미할 수 있다. The intensity of the current measured by the current sensing unit 930 in one embodiment may vary depending on the proximity distance between the wireless power transmitting apparatus 900 and the wireless power receiving apparatus 300. [ That is, the greater the intensity of the current measured by the current sensing unit 930, the closer the distance between the wireless power transmitting apparatus 900 and the wireless power receiving apparatus 300 becomes. The smaller the intensity of the current, the greater the distance between the wireless power transmission apparatus 900 and the wireless power reception apparatus 300 may be.

무선전력 송신장치(900)와 무선전력 수신장치(300)간의 근접거리는 상기 장치에 포함된 코일 사이의 거리를 의미할 수 있다. The proximity distance between the wireless power transmission device 900 and the wireless power reception device 300 may mean the distance between the coils included in the device.

제어부(960) 는 측정된 전류의 세기에 기초하여, 무선전력 송신장치(900)와 무선전력 수신장치(300)간 떨어져 있는 거리인 근접거리를 확인할 수 있다(S203). 무선전력 송신장치(900)는 제어부(960)를 통해 측정된 전류의 세기에 기초하여, 무선전력 송신장치(900)와 무선전력 수신장치(300)간 떨어져 있는 거리인 근접거리를 확인할 수 있다. 일 실시 예에서 저장부(970)는 상기 측정된 전류의 세기 및 상기 근접 거리를 대응시켜 룩업테이블의 형태로 저장할 수 있고, 제어부(960)는 저장부(970)를 검색하여, 측정된 전류의 세기에 대응하는 근접 거리를 확인할 수 있다. The control unit 960 can confirm the proximity distance between the wireless power transmission apparatus 900 and the wireless power reception apparatus 300 based on the measured current intensity (S203). The wireless power transmission apparatus 900 can confirm the proximity distance that is the distance between the wireless power transmission apparatus 900 and the wireless power reception apparatus 300 based on the intensity of the current measured through the control unit 960. [ In one embodiment, the storage unit 970 may store the measured current intensity and the proximity distance in the form of a look-up table in association with each other, and the controller 960 searches the storage unit 970, You can see the approximate distance corresponding to the strength.

제어부(960)는 확인된 근접 거리에 기초하여 전원 공급 장치(500)로부터 수신할 직류 전압을 결정한다(S205).The control unit 960 determines a DC voltage to be received from the power supply apparatus 500 based on the identified proximity distance (S205).

일 실시 예에서 제어부(960)는 상기 확인된 근접 거리가 아닌 상기 측정된 전류의 세기에 기초하여 전원 공급 장치(500)로부터 수신할 직류 전압을 결정할 수도 있다. 이때, 단계(S203)은 생략될 수도 있다. 즉, 저장부(970)가 상기 측정된 전류의 세기 및 무선전력 송신장치(900)가 수신할 직류 전압을 대응시켜 저장하고 있는 경우, 제어부(960)는 저장부(970)를 검색하여 측정된 전류의 세기에 대응하는 무선전력 송신장치(900)가 수신할 직류 전압을 결정할 수 있다.In one embodiment, the controller 960 may determine a DC voltage to be received from the power supply 500 based on the measured current intensity rather than the identified proximity. At this time, step S203 may be omitted. That is, when the storage unit 970 stores the measured current intensity and the DC voltage to be received by the wireless power transmission apparatus 900 in association with each other, the controller 960 searches the storage unit 970, The wireless power transmitting apparatus 900 corresponding to the intensity of the current can determine the DC voltage to be received.

또 다른 실시 예에서 저장부(970)는 전류 센싱부(930)가 측정한 전류의 세기, 무선전력 송신장치(900)와 무선전력 수신장치(300)간 근접 거리 및 전원 공급 장치(500)로부터 수신할 직류 전압을 대응시켜 저장하고 있을 수 있다.In another embodiment, the storage unit 970 stores the current intensity measured by the current sensing unit 930, the proximity distance between the wireless power transmitting apparatus 900 and the wireless power receiving apparatus 300, and the distance from the power supplying apparatus 500 The DC voltage to be received may be stored in association with each other.

무선전력 송신장치(900)는 상기 결정된 직류 전압에 기초한 전압 제어 신호를 전원 공급 장치(500)에 전송한다(S207). 일 실시 예에서 전압 제어 신호는 무선전력 송신장치(900)가 전원 공급 장치(500)로부터 상기 결정된 직류 전압을 수신하기 위해 전원 공급 장치(500)를 제어하는 신호일 수 있다. The wireless power transmitting apparatus 900 transmits a voltage control signal based on the determined direct current voltage to the power supply apparatus 500 (S207). In one embodiment, the voltage control signal may be a signal by which the wireless power transmission apparatus 900 controls the power supply 500 to receive the determined direct voltage from the power supply 500.

일 실시 예에서 무선전력 송신장치(900)와 전원 공급 장치(500)는 전력선 통신(PLC: Power Line Communication) 방식을 사용하여 통신을 수행할 수 있다. 무선전력 송신장치(900)는 전원 공급 장치(500)에 전력선 통신을 이용하여 상기 전압 제어 신호를 전송할 수 있다. 전력선 통신은 전력을 공급하는 전력선을 매개체로 하여 데이터를 수백kHz에서 수십 MHz 이상의 고주파 신호에 실어 통신하는 기술을 말한다. 즉, 전력선 통신은 전용 통신 회선을 따로 설치하지 않고, 배선작업이 완료된 전력선을 이용하여 통신을 수행한다.In an embodiment, the wireless power transmission apparatus 900 and the power supply apparatus 500 can perform communication using a power line communication (PLC) scheme. The wireless power transmission apparatus 900 may transmit the voltage control signal using power line communication to the power supply apparatus 500. [ Power line communication refers to a technique of communicating data by transmitting data on several hundreds of kHz to several tens of MHz or more of high frequency signals through a power line supplying power. That is, power line communication does not require a dedicated communication line but performs communication using a power line for which wiring work has been completed.

이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따라 전력선 통신을 이용하여 전압 제어 신호를 전송할 경우, 별도로 전압 제어 신호를 전송할 전력선이 필요하지 않아, 비용절감의 효과를 얻을 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따르면, 전원 공급 장치(500)와 무선전력 송신장치(900)간 전력을 전달하는 매개체인 전력선을 이용하여 상기 전압 제어 신호를 송수신하기 때문에 별도의 전력선을 필요로 하지 않는다.In this way, according to the embodiment of the present invention, when a voltage control signal is transmitted using power line communication, a power line for transmitting a voltage control signal is not required, thereby achieving cost reduction effect. That is, according to the embodiment of the present invention, since the voltage control signal is transmitted and received using the power line, which is an intermediary for transferring power between the power supply apparatus 500 and the wireless power transmission apparatus 900, Do not.

또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 직류 전압을 소정의 전압으로 변환하는 직류 직류 변환기(DC-DC converter) 없이, 전원 공급 장치(500)로부터 수신하는 직류 전압을 전력선 통신을 이용해 조절할 수 있어 무선전력 송신장치(900)의 제조 비용을 크게 절감시킬 수 있다.Also, according to the embodiment of the present invention, the DC voltage received from the power supply device 500 can be adjusted by power line communication, without a DC-DC converter that converts the DC voltage to a predetermined voltage, The manufacturing cost of the power transmitting apparatus 900 can be greatly reduced.

무선전력 송신장치(900)가 전원 공급 장치(500)에 전압 제어 신호를 전송하는 과정에서, 직류 차단부(980)는 제어부(960)에 인가되는 직류 신호를 차단할 수 있다. 무선전력 송신장치(900)는 전원 공급 장치(500)로부터 직류 전압을 수신하는데, 직류 전압이 제어부(960)에 인가되는 경우, 제어부(960)가 손상될 수 있으므로, 직류 차단부(980)는 직류 전압을 차단하여, 제어부(960)를 보호할 수 있다. The DC blocking unit 980 may block the DC signal applied to the controller 960 in the process of transmitting the voltage control signal to the power supply apparatus 500 by the wireless power transmission apparatus 900. [ The wireless power transmitting apparatus 900 receives the direct current voltage from the power supply apparatus 500. When the direct current voltage is applied to the control unit 960, the control unit 960 may be damaged, The DC voltage can be cut off and the control unit 960 can be protected.

일 실시 예에서 직류 차단부(980)는 커패시터로 구성될 수 있다. 커패시터의 임피던스는 Xc=1/2ㅠfC로 표현될 수 있다. 커패시터에 직류 신호가 인가되면(주파수가 f=0), 그 임피던스가 무한대가 되어, 직류 신호가 차단될 수 있다. In one embodiment, the DC blocking portion 980 may comprise a capacitor. The impedance of the capacitor can be expressed as Xc = 1/2 f fC. When a DC signal is applied to the capacitor (frequency is f = 0), the impedance becomes infinite and the DC signal can be interrupted.

무선전력 송신장치(900)가 전원 공급 장치(500)에 전송하는 전압 제어 신호는 교류 신호이므로, 제어부(960)는 직류 차단부(980)와 상관없이 전압 제어 신호를 전원 공급 장치(500)에 전송할 수 있다. Since the voltage control signal transmitted from the wireless power transmission apparatus 900 to the power supply apparatus 500 is an AC signal, the controller 960 controls the voltage control signal to the power supply apparatus 500 regardless of the DC blocking unit 980 Lt; / RTI >

전원 공급 장치(500)는 무선전력 송신장치(900)로부터 전압 제어 신호를 수신하여 수신된 전압 제어 신호에 따라 무선전력 송신장치(900)로 전송할 직류 전압을 출력하기 위한 전압 조절 신호를 생성한다(S209). 전원 공급 장치(500)는 제어부(520)를 통해 무선전력 송신장치(900)로 전송할 직류 전압을 출력하기 위한 전압 조절 신호를 생성할 수 있다. 제어부(520)는 상기 전압 조절 신호를 교류 직류 변환기(510)에 전송할 수 있다. The power supply 500 receives a voltage control signal from the wireless power transmission apparatus 900 and generates a voltage regulation signal for outputting a DC voltage to be transmitted to the wireless power transmission apparatus 900 in accordance with the received voltage control signal S209). The power supply apparatus 500 may generate a voltage regulation signal for outputting a DC voltage to be transmitted to the wireless power transmission apparatus 900 through the control unit 520. The control unit 520 may transmit the voltage adjustment signal to the AC / DC converter 510.

전원 공급 장치(500)가 무선전력 송신장치(900)로부터 전압 제어 신호를 수신하는 과정에서, 전원 공급 장치(500)의 직류 차단부(530)는 제어부(520)로 인가되는 직류 신호를 차단할 수 있다. 전원 공급 장치(500)의 교류 직류 변환기(510)는 무선전력 송신장치(900)로 직류 전압을 전송하는데, 직류 전압이 제어부(520)로 인가되는 경우, 제어부(520)가 손상될 수 있으므로, 직류 차단부(530)는 직류 전압을 차단하여 제어부(520)를 보호할 수 있다. In the process of receiving the voltage control signal from the power supply 500 by the power supply 500, the DC shutoff unit 530 of the power supply 500 may block the DC signal applied to the control unit 520 have. DC converter 510 of the power supply apparatus 500 transmits the DC voltage to the wireless power transmission apparatus 900. When the DC voltage is applied to the control unit 520, the control unit 520 may be damaged, The DC blocking unit 530 can protect the control unit 520 by blocking the DC voltage.

일 실시 예에서 직류 차단부(530)는 커패시터로 구성될 수 있다. 커패시터의 임피던스는 Xc=1/2ㅠfC로 표현될 수 있다. 커패시터에 직류 신호가 인가되면(주파수가 f=0), 그 임피던스가 무한대가 되어, 직류 신호가 차단될 수 있다. In one embodiment, the DC blocking portion 530 may comprise a capacitor. The impedance of the capacitor can be expressed as Xc = 1/2 f fC. When a DC signal is applied to the capacitor (frequency is f = 0), the impedance becomes infinite and the DC signal can be interrupted.

전원 공급 장치(500)는 제어부(520)로부터 전압 조절 신호를 수신하여 직류 전압을 조절한다(S211). 전원 공급 장치(500)는 교류 직류 변환기(510)를 통해 전압 조절 신호를 수신하여 무선전력 송신장치(200)에 전송할 직류 전압을 조절할 수 있다. 교류 직류 변환기(510)는 전압 조절 신호에 기초하여 외부에서 인가된 교류 전압을 소정의 직류 전압으로 변환하여 출력할 수 있다.The power supply 500 receives the voltage control signal from the controller 520 and adjusts the DC voltage (S211). The power supply 500 can receive the voltage regulation signal through the AC / DC converter 510 and adjust the DC voltage to be transmitted to the wireless power transmission apparatus 200. The AC / DC converter 510 converts an AC voltage applied from the outside to a predetermined DC voltage based on the voltage control signal, and outputs the DC voltage.

전원 공급 장치(500)는 조절된 직류 전압을 무선전력 송신장치(200)에 전송한다(S113). 전원 공급 장치(500)는 교류 직류 변환기(510)를 통해 조절된 직류 전압을 무선전력 송신장치(900)에 전송할 수 있다. The power supply apparatus 500 transmits the adjusted DC voltage to the wireless power transmission apparatus 200 (S113). The power supply 500 may transmit the regulated DC voltage to the wireless power transmission device 900 through the AC / DC converter 510.

교류 전력 생성부(950)는 발진기(940)로부터 수신한 일정한 주파수를 갖는 교류 신호에 기초하여 상기 수신된 직류 전력을 교류 전력으로 변환한다(S215).The AC power generation unit 950 converts the received DC power into AC power based on the AC signal having a constant frequency received from the oscillator 940 (S215).

교류 전력 생성부(950)는 출력된 교류 전력을 송신부(910)에 전달한다(S217).The AC power generation unit 950 transmits the output AC power to the transmission unit 910 (S217).

송신부(910)에 전달된 교류 전력은 공진에 의해 무선전력 수신장치(300)로 전송될 수 있다.The AC power transmitted to the transmitting unit 910 may be transmitted to the wireless power receiving apparatus 300 by resonance.

이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 무선전력 송신장치와 무선전력 수신장치 간 전력 전송 환경에 따라 전원 공급 장치에서 제공하는 전력을 제어할 수 있어, 별도의 직류 직류 변환기가 필요하지 않게 된다. 이로 인해, 무선전력 송신장치의 제조 비용을 크게 절감되는 효과를 얻을 수 있다.
As described above, according to the embodiment of the present invention, the power provided by the power supply device can be controlled according to the power transmission environment between the wireless power transmission device and the wireless power reception device, and a separate DC-DC converter is not required. As a result, the manufacturing cost of the wireless power transmitting apparatus can be greatly reduced.

다음으로 도 11 내지 도 12를 참고하여, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전력 제어 방법을 도 1 내지 도 8의 내용과 결부시켜 설명한다. 도 11 내지 도 12는 도 3의 단계(S113)의 송신 전력을 제어하기 위한 방법에 관한 내용이다.Next, a power control method according to another embodiment of the present invention will be described with reference to Figs. 1 to 8, with reference to Figs. 11 to 12. Fig. 11 to 12 show contents of a method for controlling the transmission power in step S113 of FIG.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전력 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 12는 제1 출력 전압이 교류 전력 생성부에 인가 시 측정되는 전류 값, 결합계수, 제2 출력 전압, 적정 전류 범위를 대응시킨 룩업 테이블을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 11 is a flowchart for explaining a power control method according to another embodiment of the present invention. FIG. 12 is a graph illustrating a current value, a coupling coefficient, a second output voltage, Up table to which the appropriate current range is associated.

무선전력 송신장치(200)에 대한 설명은 도 1에서 설명한 것과 같고, 이 경우, 무선전력 송신장치(200)는 전력 공급 장치(100)의 구성을 모두 포함하는 것으로 가정한다. The description of the wireless power transmission apparatus 200 is the same as that described in FIG. 1, and it is assumed that the wireless power transmission apparatus 200 includes all the configurations of the power supply apparatus 100 in this case.

먼저, 제어부(180)는 교류 전력 생성부(160)에 인가되는 전압이 제1 출력 전압으로 조절 되도록 직류 직류 변환기(130)를 제어한다(S301). 여기서, 제1 출력 전압은 미리 정해진 직류전압을 의미할 수 있다.First, the controller 180 controls the DC-DC converter 130 so that the voltage applied to the AC power generator 160 is adjusted to the first output voltage (S301). Here, the first output voltage may mean a predetermined DC voltage.

그 후, 전류 센서부(140)는 직류 직류 변환기(130)에서 출력된 직류전압이 교류 전력 생성부(160)에 인가될 때, 교류 전력 생성부(160)에 인가되는 전류의 세기를 측정할 수 있다(S303). 교류 전력 생성부(160)에 인가되는 전류의 세기는 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300) 간 전력 전송 상태에 따라 가변될 수 있다. 일 실시 예에서 전력 전송 상태는 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300) 간의 거리, 방향에 대한 것을 의미할 수 있다. 즉, 전력 전송 상태는 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)간 결합 상태를 의미할 수 있다. Thereafter, the current sensor 140 measures the intensity of the current applied to the AC power generator 160 when the DC voltage output from the DC-DC converter 130 is applied to the AC power generator 160 (S303). The intensity of the current applied to the AC power generation unit 160 may vary depending on the power transmission state between the wireless power transmission apparatus 200 and the wireless power reception apparatus 300. In one embodiment, the power transmission state may refer to the distance and direction between the wireless power transmission apparatus 200 and the wireless power reception apparatus 300. That is, the power transmission state may mean a state of coupling between the wireless power transmission apparatus 200 and the wireless power reception apparatus 300.

본 발명에서 결합 상태라 함은 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300) 간의 거리, 위치 관계 등에 의한 송신 코일과 수신 코일 간의 결합계수와 연관되는 지표를 통칭할 수 있다. 즉, 본 발명에서 결합 상태라 함은 무선전력 송신장치(200)에 흐르는 전류량, 무선전력 송신장치(200)의 입력 임피던스 등의 결합계수와 연관된 모든 지표를 통칭할 수 있다.In the present invention, the combined state can be collectively referred to as an index related to a coupling coefficient between the transmitting coil and the receiving coil due to a distance, a positional relationship, etc. between the wireless power transmitting apparatus 200 and the wireless power receiving apparatus 300. That is, in the present invention, the combined state can be collectively referred to as all indexes related to the coupling coefficient such as the amount of current flowing in the wireless power transmission apparatus 200, the input impedance of the wireless power transmission apparatus 200, and the like.

일 실시 예에서 전력 전송 상태는 무선전력 수신장치(300)의 전력 수신 상태에 대한 정보를 의미할 수 있다.In one embodiment, the power transmission state may refer to information on the power reception state of the wireless power receiving apparatus 300.

또한, 교류 전력 생성부(160)에 인가되는 전류의 세기는 무선전력 송신장치(200)의 송신 공진 코일부(212) 및 수신 공진 코일부(311) 간 결합계수와 연관될 수 있다. 결합계수는 송신 공진 코일부(212) 및 수신 공진 코일부(311) 간 전자기적 결합의 정도를 의미하는 것으로 0에서 1까지의 범위를 갖는다. The intensity of the current applied to the AC power generation unit 160 may be related to the coupling coefficient between the transmission resonance coil part 212 and the reception resonance coil part 311 of the wireless power transmission device 200. The coupling coefficient means the degree of electromagnetic coupling between the transmission resonance coil part 212 and the reception resonance coil part 311 and ranges from 0 to 1.

한편, 제어부(180)는 측정된 전류의 세기가 임계 치 이상인지 확인한다(S305). 일 실시 예에서 임계 치는 100mA일 수 있으나, 이는 예시에 불과하다. 임계 치는 무선전력 수신장치(300)가 검출되기에 필요한 최소의 전류 값을 의미할 수 있다. 즉, 상기 측정된 전류의 세기가 임계 치 이상이 되면, 무선전력 수신장치(300)가 검출된 것으로 볼 수 있고, 상기 측정된 전류의 세기가 임계 치 미만이 되면, 무선전력 수신장치(300)가 검출되지 않은 것으로 볼 수 있다.Meanwhile, the controller 180 determines whether the intensity of the measured current is equal to or greater than a threshold value (S305). In one embodiment, the threshold may be 100 mA, but this is only an example. The threshold value may mean a minimum current value required for the wireless power receiving apparatus 300 to be detected. That is, when the intensity of the measured current is equal to or greater than the threshold value, the wireless power receiving apparatus 300 can be regarded as being detected, and when the measured current intensity is less than the threshold value, Can not be detected.

만약, 측정된 전류의 세기가 임계 치 이상인 경우, 제어부(180)는 측정된 전류의 세기에 대응하는 제2 출력 전압을 결정한다(S307). 제어부(180)는 교류 전력 생성부(160)에 인가되는 전류의 세기에 대응하는 직류전압을 저장부(170)에서 검색하여 제2 출력 전압을 결정할 수 있다. 일 실시 예에서 제2 출력 전압은 검출된 무선전력 수신장치(300)에 전력을 전송하기에 필요한 전압을 의미할 수 있다.If the measured current intensity is equal to or greater than the threshold value, the controller 180 determines a second output voltage corresponding to the measured current intensity (S307). The control unit 180 can determine the second output voltage by searching the storage unit 170 for the DC voltage corresponding to the intensity of the current applied to the AC power generation unit 160. [ In one embodiment, the second output voltage may refer to a voltage required to transmit power to the detected wireless power receiving apparatus 300.

그 후, 제어부(180)는 결정된 제2 출력 전압이 교류 전력 생성부(160)에 인가되도록 직류 직류 변환기(130)를 제어한다(S309). 직류 직류 변환기(130)는 제어부(180)의 제어에 의해 제2 출력 전압을 출력하여 교류 전력 생성부(160)에 전달한다.Thereafter, the controller 180 controls the DC-DC converter 130 to apply the determined second output voltage to the AC power generator 160 (S309). The DC-DC converter 130 outputs the second output voltage under the control of the controller 180 and transmits the second output voltage to the AC power generator 160.

그 후, 전류 센서(270)는 다시 교류 전력 생성부(160)에 인가되는 전류의 세기를 측정한다(S111). Thereafter, the current sensor 270 again measures the intensity of the current applied to the AC power generating unit 160 (S111).

그 후, 제어부(180)는 측정된 전류의 세기가 적정 전류 범위에 해당하는지 확인할 수 있다(S313). 여기서, 적정 전류 범위는 교류 전력 생성부(160)에 제2 출력 전압이 인가 시 제2 출력 전압에 대응하는 전류 범위를 의미할 수 있다. 적정 전류 범위는 제2 출력 전압이 증가함에 따라 그 값의 범위도 증가할 수 있고, 제2 출력 전압이 감소함에 따라 그 값의 범위도 감소할 수 있다.Thereafter, the controller 180 can confirm whether the intensity of the measured current corresponds to an appropriate current range (S313). Here, the proper current range may mean a current range corresponding to the second output voltage when the second output voltage is applied to the AC power generating unit 160. The range of the value may increase as the second output voltage increases, and the range of the value may decrease as the second output voltage decreases.

제어부(180)는 제2 출력 전압에 대응하는 적정 전류 범위를 저장부(170)에서 검색하고, 측정된 전류의 세기가 적정 전류 범위에 해당하는지 확인할 수 있다.The control unit 180 may search the storage unit 170 for a proper current range corresponding to the second output voltage and check whether the measured current intensity corresponds to an appropriate current range.

만약, 측정된 전류의 세기가 적정 전류 범위에 해당하는 경우, 제어부(180)는 일정시간을 대기하고(S315), 단계(S311)로 돌아간다. 즉, 제어부(180)는 교류 전력 생성부(160)에 인가되는 전류의 세기를 측정하여 측정된 전류의 세기가 교류 전력 생성부(160)에 인가되는 제2 출력 전압에 대응하는지를 주기적으로 확인할 수 있다.If the intensity of the measured current corresponds to the appropriate current range, the controller 180 waits for a predetermined time (S315) and returns to step S311. That is, the controller 180 periodically measures whether the measured intensity of the current corresponds to the second output voltage applied to the AC power generator 160 by measuring the intensity of the current applied to the AC power generator 160 have.

한편, 단계(S105)에서 측정된 전류의 세기가 임계 치 미만인 경우, 제어부(180)는 직류 직류 변환기(130)를 제어하여 제1 출력 전압이 0V가 되도록 조절한다(S317).On the other hand, if the intensity of the current measured in step S105 is less than the threshold value, the controller 180 controls the DC-DC converter 130 to adjust the first output voltage to 0V (S317).

즉, 측정된 전류의 세기가 임계 치 미만인 경우, 제어부(180)는 무선전력 수신장치(300)를 검출하지 않은 것으로 판단하여 제1 출력 전압이 0V가 되도록 조절한다. 교류 전력 생성부(160)에 인가되는 전압이 0V가 되면, 무선전력 송신장치(200)는 무선전력 수신장치(300)에 전력을 송신하지 않는다. That is, when the measured current intensity is less than the threshold value, the controller 180 determines that the wireless power receiving apparatus 300 is not detected, and adjusts the first output voltage to be 0V. When the voltage applied to the ac power generation unit 160 reaches 0 V, the wireless power transmission apparatus 200 does not transmit power to the wireless power reception apparatus 300.

이에 따라, 무선전력 수신장치(300)가 검출되지 않는 경우, 무선전력 송신장치(200)는 무의미한 전력 손실을 방지할 수 있다.Accordingly, when the wireless power receiving apparatus 300 is not detected, the wireless power transmitting apparatus 200 can prevent a meaningless power loss.

한편, 제1 출력 전압이 0V가 되도록 조절된 경우, 제어부(180)는 0.1초를 대기한다(S319). 여기서, 0.1초는 예시에 불과하다.On the other hand, if the first output voltage is adjusted to be 0V, the controller 180 waits for 0.1 second (S319). Here, 0.1 second is only an example.

0.1초가 경과되면, 단계(S301)로 돌아가 제어부(180)는 교류 전력 생성부(160)에 인가되는 직류전압이 제1 출력 전압이 되도록 조절한다.After 0.1 second elapses, the control unit 180 returns to step S301 to adjust the DC voltage applied to the AC power generating unit 160 to be the first output voltage.

한편, 단계(S313)에서 측정된 전류의 세기가 적정 전류 범위에 해당하지 않는 경우, 단계(S307)로 돌아간다. 즉, 제어부(180)는 단계(S113)에서 측정된 전류의 세기에 대응한 제2 출력 전압이 교류 전력 생성부(160)에 인가되도록 직류 직류 변환기(130)를 제어할 수 있다. 단계(S313)에서 측정된 전류의 세기는 무선전력 수신장치(300)의 전력 수신 상태를 의미할 수 있다. On the other hand, if the intensity of the current measured in step S313 does not correspond to the appropriate current range, the process returns to step S307. That is, the controller 180 may control the DC-DC converter 130 so that the second output voltage corresponding to the intensity of the current measured in step S113 is applied to the AC power generator 160. The intensity of the current measured in step S313 may indicate the power receiving state of the wireless power receiving apparatus 300. [

일 예로, 단계(S313)에서 측정된 전류의 세기가 적정 전류 범위보다 낮게 측정되는 경우, 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)간 거리가 더 가까워진 것으로 보고, 제어부(180)는 무선전력 수신장치(300)에 전송하는 송신 전력량을 줄이도록 한 단계 더 낮은 직류전압이 교류 전력 생성부(160)에 인가되도록 직류 직류 변환기(130)를 제어할 수 있다.The controller 180 determines that the distance between the wireless power transmitting apparatus 200 and the wireless power receiving apparatus 300 is closer to the predetermined value when the intensity of the current measured in step S313 is lower than the appropriate current range. The DC-DC converter 130 may be controlled such that a lower DC voltage is applied to the AC power generating unit 160 in order to reduce the amount of transmission power to be transmitted to the wireless power receiving apparatus 300.

이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 전력 제어 방법에 따르면, 교류 전력 생성부(160)에 인가되는 전류의 세기를 통해 무선전력 수신장치(300)의 전력 수신 상황을 파악하여 그에 대응한 전력을 전송하도록 송신 전력량을 조절할 수 있다. 이로 인해, 전력 전송 효율이 극대화되고, 전력 손실량을 줄일 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the power control method according to the embodiment of the present invention, the power reception state of the wireless power receiving apparatus 300 is detected through the intensity of the current applied to the AC power generating unit 160, It is possible to adjust the transmission power amount to transmit. As a result, the power transmission efficiency is maximized and the power loss can be reduced.

도 12는 제1 출력 전압이 교류 전력 생성부(160)에 인가 시 측정되는 전류 값, 결합계수, 제2 출력 전압, 적정 전류 범위를 대응시킨 룩업 테이블을 설명하기 위한 도면이다.12 is a view for explaining a look-up table in which a first output voltage corresponds to a current value, a coupling coefficient, a second output voltage, and a proper current range, which are measured when the first output voltage is applied to the AC power generating section 160.

저장부(170)에는 도 12의 룩업 테이블이 저장되어 있다.The storage unit 170 stores the look-up table of FIG.

교류 전력 생성부(160)에 제1 출력 전압이 인가 시 전류 센서부(140)에 측정되는 전류가 100mA 이상인 경우, 무선전력 수신장치(300)가 검출된 것으로 볼 수 있다.When the current measured by the current sensor unit 140 when the first output voltage is applied to the ac power generation unit 160 is 100 mA or more, the wireless power receiving apparatus 300 may be detected.

제1 출력 전압은 12V일 수 있으나, 이는 예시에 불과하다.The first output voltage may be 12V, but this is only an example.

만약, 교류 전력 생성부(160)에 제1 출력 전압이 인가 시 전류 센서부(140)에 측정되는 전류가 120mA 인 경우, 무선전력 송신장치(200)의 송신 공진 코일부(212)과 무선전력 수신장치(300)의 수신 공진 코일부(311)의 결합계수는 0.05에 해당한다. 이 경우, 제어부(180)는 무선전력 수신장치(300)가 무선전력 송신장치(200)로부터 멀리 떨어져 있는 것으로 판단하고, 교류 전력 생성부(160)에 인가되는 직류전압을 28V(제2 출력 전압)가 되도록 직류 직류 변환기(130)를 제어한다. If the current measured by the current sensor unit 140 is 120 mA when the first output voltage is applied to the AC power generation unit 160, the transmission resonance coil part 212 of the wireless power transmission device 200 and the wireless power The coupling coefficient of the reception resonance coil part 311 of the reception apparatus 300 corresponds to 0.05. In this case, the control unit 180 determines that the wireless power receiving apparatus 300 is far away from the wireless power transmitting apparatus 200 and sets the DC voltage applied to the AC power generating unit 160 to 28V To-DC converter 130 so as to be a constant current source.

그 후, 교류 전력 생성부(160)에 인가되는 직류전압이 28V로 유지되는 경우, 제어부(180)는 교류 전력 생성부(160)에 인가되는 전류가 적정 전류 범위(751~800mA)를 만족하는지 확인한다.Thereafter, when the DC voltage applied to the AC power generating unit 160 is maintained at 28 V, the controller 180 determines whether the current applied to the AC power generating unit 160 satisfies an appropriate current range (751 to 800 mA) Check.

만약, 교류 전력 생성부(160)에 인가되는 전류가 적정 전류 범위를 벗어나는 경우, 제1 출력 전압(12V)를 교류 전력 생성부(160)에 인가하여 전류를 측정한다. 측정된 전류 값이 180mA 인 경우, 제어부(180)는 120mA 경우보다 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300) 간 거리가 더 가까워 진 것으로 판단하고, 제2 출력 전압을 26V로 조절한다.If the current applied to the AC power generation unit 160 is out of the proper current range, the first output voltage 12V is applied to the AC power generation unit 160 to measure the current. When the measured current value is 180 mA, the controller 180 determines that the distance between the wireless power transmitting apparatus 200 and the wireless power receiving apparatus 300 is closer to that of 120 mA, and adjusts the second output voltage to 26 V do.

위 예에서는 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300) 간 거리를 전류의 세기와 연관지어 설명하였지만, 이외에도 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)가 놓여있는 방향 등 다양한 전력 전송 상태가 고려될 수 있다.In the above example, the distance between the wireless power transmission apparatus 200 and the wireless power reception apparatus 300 is described in relation to the intensity of the current. However, the wireless power transmission apparatus 200 and the wireless power reception apparatus 300 A variety of power transmission states can be considered.

이와 같이 무선전력 송신장치(200)는 무선전력 수신장치(300)와의 거리, 방향 등 다양한 전력 전송 상태를 고려하여 무선전력 수신장치(300)에 전달하는 전력을 조절함으로써, 전력 전송 효율을 극대화시킬 수 있고, 전력 손실을 방지할 수 있다.In this way, the wireless power transmission apparatus 200 maximizes the power transmission efficiency by adjusting the power to be transmitted to the wireless power reception apparatus 300 in consideration of various power transmission states such as the distance and direction to the wireless power reception apparatus 300 And the power loss can be prevented.

다음으로 도 13 내지 도 15를 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 결합계수 검출방법을 도 1 내지 도 3의 내용에 결부시켜 설명한다.Next, with reference to FIGS. 13 to 15, a method of detecting a coupling coefficient according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG.

도 13은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 결합계수의 검출 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 14는 출력 임피던스(ZL)를 가변시키기 위해 스위치(SW)를 개방시킨 경우를 설명하기 위한 도면이고, 도 15는 출력 임피던스(ZL)를 가변시키기 위해 스위치(SW)를 단락시킨 경우를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 13 is a flowchart for explaining a method of detecting a coupling coefficient according to another embodiment of the present invention. FIG. 14 is a diagram for explaining a case where the switch SW is opened to vary the output impedance ZL And Fig. 15 is a diagram for explaining a case where the switch SW is short-circuited to vary the output impedance ZL.

먼저, 도 13을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 결합계수 검출 방법에 대해 설명한다.First, a method of detecting a coupling coefficient according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

먼저, 무선전력 수신장치(300)는 출력 임피던스를 가변시킨다(S401). 출력 임피던스(ZL)는 수신부(310)에서 부하(400)를 바라보았을 때, 측정되는 임피던스 일 수 있다. 무선전력 수신장치(300)는 스위치(SW)를 포함할 수 있고, 스위치(SW)를 통해 출력 임피던스를 가변시킬 수 있다. 스위치(SW)의 일단은 커패시터(C4)와 연결되고, 타단은 부하(400)의 일단에 연결된다. 캐피시터(C4)의 타단은 부하(400)의 일단과 연결된다.First, the wireless power receiving apparatus 300 changes the output impedance (S401). The output impedance ZL may be the impedance measured when the receiver 400 is viewed from the load 400. [ The wireless power receiving apparatus 300 may include a switch SW and may vary the output impedance through the switch SW. One end of the switch SW is connected to the capacitor C4 and the other end is connected to one end of the load 400. [ The other end of the capacitor C4 is connected to one end of the load 400. [

도 14를 참조하면, 무선전력 수신장치(300)는 스위치(SW)에 개방신호를 전송하여 스위치(SW)를 개방시킬 수 있다. 스위치(SW)가 개방되면, 출력 임피던스(ZL)는 다음의 [수학식 25]와 같이 표현될 수 있다.Referring to FIG. 14, the wireless power receiving apparatus 300 can open the switch SW by sending an open signal to the switch SW. When the switch SW is opened, the output impedance ZL can be expressed by the following equation (25).

[수학식 25]&Quot; (25) "

[수학식 1], [수학식 3], [수학식 5]에서 R2, R3를 아주 작은 값을 가지는 것으로 가정하여 0옴으로 두고, 송신 유도 코일(L1)과 캐패시터(C1), 송신 공진 코일(L2)과 캐패시터(C2), 수신 공진 코일(L3)과 캐패시터(C3) 및 수신 유도 코일(L4)과 캐패시터(C4)가 모두 공진주파수(w)에서 공진하도록 값을 정하면 [수학식 5]의 제1 입력 임피던스(Z1)은 [수학식 26]과 같이 정리될 수 있다.It is assumed that R2 and R3 have very small values in the following equations (1), (3) and (5) (5) If the value is determined so that the resonance frequency (L2) and the capacitor (C2), the reception resonance coil (L3), the capacitor (C3) and the reception induction coil (L4) The first input impedance Z1 of the first input impedance Z1 can be expressed by Equation (26).

[수학식 26]&Quot; (26) "

또한, [수학식 2], [수학식 4], [수학식 6]을 이용하면, [수학식 26]은 다음의 [수학식 27]과 같이 정리될 수 있다.Using Equation (2), Equation (4), and Equation (6), Equation (26) can be summarized as Equation (27).

[수학식 27]&Quot; (27) "

수신 유도 코일(L4)과 캐패시터(C4)가 공진주파수(w)에서 공진하도록 값을 정하고, [수학식 27]에 [수학식 25]의 출력 임피던스(ZL)을 대입하면, 제1 입력 임피던스(Z1)은 다음의 [수학식 28]과 같이 정리된다.If the value is determined so that the reception induction coil L4 and the capacitor C4 resonate at the resonance frequency w and the output impedance ZL of the expression (25) is substituted into the expression (27), the first input impedance Z1) is summarized as the following equation (28).

[수학식 28]&Quot; (28) "

도 15를 참조하면, 무선전력 수신장치(300)는 스위치(SW)에 단락신호를 전송하여 스위치(SW)를 단락시킬 수 있다. 스위치(SW)가 단락되면, 출력 임피던스(ZL)는 0이 되고, 제1 입력 임피던스(Z1)은 다음의 [수학식 29]와 같이 정리된다.Referring to FIG. 15, the wireless power receiving apparatus 300 may short-circuit the switch SW by transmitting a short-circuit signal to the switch SW. When the switch SW is short-circuited, the output impedance ZL becomes zero, and the first input impedance Z1 is arranged as shown in the following equation (29).

[수학식 29]&Quot; (29) "

무선전력 수신장치(300)는 스위치(SW)에 제어신호를 인가하여 스위치(SW)를 일정 주기로 일정 시간 동안 단락시킬 수 있다. 일정 주기는 1초 일 수 있고, 일정 시간은 100us일 수 있으나, 이는 예시에 불과하다.The wireless power receiving apparatus 300 can short-circuit the switch SW for a predetermined period of time by applying a control signal to the switch SW. The predetermined period may be 1 second, and the predetermined time may be 100us, but this is merely an example.

그 후, 검출부(220)는 입력 임피던스를 측정한다(S403). 일 실시 예에서 검출부(220)는 전력 공급 장치(100)에서 무선전력 송신장치(200)로 입력되는 전류와 전압을 이용하여 제1 입력 임피던스(Z1)를 측정할 수 있다. Thereafter, the detection unit 220 measures the input impedance (S403). In one embodiment, the detector 220 may measure the first input impedance Z1 using the current and voltage input to the wireless power transmission device 200 in the power supply 100. [

그 후, 검출부(220)는 측정된 입력 임피던스를 이용하여 송신부(210)의 송신 공진 코일(L2)과 수신부(310)의 수신 공진 코일(L3)간 결합계수를 검출할 수 있다(S405). 즉, [수학식 29] 및 [수학식 30]을 참조하면, 결합계수(K2)를 제외한 다른 변수는 모두 고정된 값이므로, 제1 입력 임피던스(Z1)을 측정하면, 결합계수(K2)가 검출될 수 있다.Thereafter, the detection unit 220 may detect the coupling coefficient between the transmission resonance coil L2 of the transmission unit 210 and the reception resonance coil L3 of the reception unit 310 using the measured input impedance (S405). In other words, referring to [Expression 29] and [Expression 30], all variables other than the coupling coefficient K2 are fixed values, so that when the first input impedance Z1 is measured, Can be detected.

다음으로 도 16 내지 도 17을 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전력 제어 방법에 대해 설명한다.Next, a power control method according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 16 to 17. FIG.

도 16은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전력 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 17은 도 16의 실시 예에 따른 전력 제어 방법에 사용되는 룩업테이블을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 16 is a flowchart for explaining a power control method according to another embodiment of the present invention, and FIG. 17 is a view for explaining a lookup table used in the power control method according to the embodiment of FIG.

먼저, 도 16을 참조하면, 무선전력 송신장치(200)는 입력 임피던스를 측정한다(S501).16, the wireless power transmission apparatus 200 measures an input impedance (S501).

검출부(220)는 측정된 입력 임피던스를 이용하여 송신 공진 코일부(212)와 수신 공진 코일부(311)간의 결합계수를 검출한다(S503). 결합계수를 검출하는 방법은 도 3 및 도 13에서 설명한 것과 같으므로, 자세한 내용은 생략한다.The detection unit 220 detects the coupling coefficient between the transmission resonance coil part 212 and the reception resonance coil part 311 using the measured input impedance (S503). Since the method of detecting the coupling coefficient is the same as that described with reference to FIG. 3 and FIG. 13, detailed description will be omitted.

무선전력 송신장치(200)는 검출된 결합계수에 대응하는 송신 전력을 검색한다(S505). 무선전력 송신장치(200)의 저장부(170)는 결합계수에 따라 송신 전력을 대응시켜 놓은 룩업 테이블을 저장하고 있고, 무선전력 송신장치(200)는 저장부(170)를 검색하여, 검출된 결합계수에 대응된 송신 전력을 찾는다. The wireless power transmitting apparatus 200 searches for the transmission power corresponding to the detected coupling coefficient (S505). The storage unit 170 of the wireless power transmission apparatus 200 stores a lookup table corresponding to the transmission power according to the coupling coefficient. The wireless power transmission apparatus 200 searches the storage unit 170, And finds the transmission power corresponding to the coupling coefficient.

상기 룩업 테이블은 도 17을 참조하여 설명한다.The look-up table will be described with reference to FIG.

도 17을 참조하면, 거리, 입력 테스트 전류, 결합계수, 부하 임피던스, 수신 전력, 전력 전송 효율 및 송신 전력이 대응되어 있는 룩업테이블을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 17, a lookup table to which the distance, the input test current, the coupling coefficient, the load impedance, the received power, the power transmission efficiency, and the transmission power correspond can be confirmed.

여기서, 거리는 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)간의 거리를 의미할 수 있고, 구체적으로, 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)간의 거리는 도 2에서 도시한 송신 공진 코일부(212)와 수신 공진 코일부(311)간의 거리일 수 있다. 도 17을 참조하면, 거리가 멀어짐에 따라 결합계수가 감소함을 확인할 수 있다.The distance between the wireless power transmitting apparatus 200 and the wireless power receiving apparatus 300 may be a distance between the wireless power transmitting apparatus 200 and the wireless power receiving apparatus 300. More specifically, And may be a distance between one transmission resonance coil portion 212 and the reception resonance coil portion 311. Referring to FIG. 17, it can be seen that as the distance increases, the coupling coefficient decreases.

입력 테스트 전류는 무선전력 송신장치(200)에 인가되는 전류이다.The input test current is the current applied to the wireless power transmission device 200.

전력 전송 효율은 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)간 또는 무선전력 송신장치(200)와 부하(400)간 전력 전송 효율을 의미한다.The power transmission efficiency means the power transmission efficiency between the wireless power transmission apparatus 200 and the wireless power reception apparatus 300 or between the wireless power transmission apparatus 200 and the load 400. [

부하 임피던스는 최대의 전력 전송 효율을 얻기 위해 부하(400)가 가져야 하는 임피던스를 의미한다. 부하 임피던스와 결합계수의 관계는 도 4에서 도시한 그래프의 경향과 같음을 확인할 수 있다.The load impedance means an impedance that the load 400 must have in order to obtain the maximum power transmission efficiency. The relationship between the load impedance and the coupling coefficient is the same as that of the graph shown in FIG.

수신 전력은 부하(400)가 수신하는 전력으로, 결합계수와 대응하여 최대의 전력 전송 효율을 얻기 위해 부하(400)가 수신해야 하는 전력을 나타낸다.The received power is the power received by the load 400 and represents the power that the load 400 must receive in order to obtain the maximum power transfer efficiency corresponding to the coupling coefficient.

송신 전력은 최대의 전력 전송 효율을 얻기 위해 무선전력 송신장치(200)가 무선전력 수신장치(300)에 전송해야 하는 전력이다.The transmission power is the power that the wireless power transmission apparatus 200 needs to transmit to the wireless power reception apparatus 300 to obtain the maximum power transmission efficiency.

무선전력 송신장치(200)는 검출된 결합계수에 대응하는 송신 전력을 상기 룩업테이블을 통해 검색할 수 있다.The wireless power transmission apparatus 200 can search through the look-up table for transmission power corresponding to the detected coupling coefficient.

무선전력 송신장치(200)는 검색에 의해 얻어진 송신 전력을 부하(400)에 전송하기 위한 송신 전력으로 결정한다(S507). 즉, 무선전력 송신장치(200)는 최대의 전력 전송 효율을 얻기 위해 검출된 결합계수에 대응하는 송신 전력을 결정할 수 있다.The wireless power transmission apparatus 200 determines the transmission power obtained by the search as the transmission power for transmission to the load 400 (S507). That is, the wireless power transmission apparatus 200 can determine the transmission power corresponding to the detected coupling coefficient to obtain the maximum power transmission efficiency.

무선전력 송신장치(200)는 결정된 송신 전력을 부하(400)에 전송하기 위해 송신 전력을 제어한다(S509). 일 실시 예에서 무선전력 송신장치(200)는 전력 공급 장치(100)에 전원을 공급하는 전원 공급 장치(500)를 제어하여 송신 전력을 제어하는 방법이 사용될 수 있고, 이에 대해서는 도 9 및 도 10에서 설명한 것과 같다.The wireless power transmission apparatus 200 controls the transmission power to transmit the determined transmission power to the load 400 (S509). In one embodiment, the wireless power transmission apparatus 200 can be a method of controlling the transmission power by controlling the power supply apparatus 500 that supplies power to the power supply apparatus 100, Lt; / RTI >

또 다른 실시 예에서 무선전력 송신장치(200)는 무선전력 송신장치(200)의 내부에 흐르는 전류를 측정하여 송신 전력을 제어할 수 있다. 이에 대해서는 도 11 및 도 12에서 설명한 것과 같다.In another embodiment, the wireless power transmission apparatus 200 can control the transmission power by measuring the current flowing inside the wireless power transmission apparatus 200. This is the same as described in Figs. 11 and 12.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전력 제어 방법은 결합계수 검출 및 저장부의 검색 과정을 통해 송신 전력을 결정할 수 있으므로, 부품의 구성이 간단해지고, 전력 제어 과정이 단순해지는 장점이 있다.The power control method according to another embodiment of the present invention is advantageous in that the configuration of components can be simplified and the power control process can be simplified since the transmission power can be determined through the detection process of the coupling coefficient and the storage unit.

상술한 본 발명의 실시 예에 따른 전력 제어 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.The power control method according to an embodiment of the present invention may be stored in a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium may be a ROM, a RAM, a CD -ROM, a magnetic tape, a floppy disk, an optical data storage device, and the like, and may also be implemented in the form of a carrier wave (for example, transmission over the Internet).

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상기 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.The computer readable recording medium may be distributed over a networked computer system so that computer readable code can be stored and executed in a distributed manner. And, functional programs, codes and code segments for implementing the above method can be easily inferred by programmers of the technical field to which the present invention belongs.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해 되어서는 안될 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It should be understood that various modifications may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the present invention.

100: 전력 공급 장치
200: 무선전력 송신장치
210: 송신부
211: 송신 유도 코일부
212: 송신 공진 코일부
220: 검출부
300: 무선전력 수신장치
310: 수신부
311: 수신 공진 코일부
312: 수신 유도 코일부
320: 정류부
400: 부하
500: 전원 공급 장치100: power supply
200: Wireless power transmitting device
210:
211: part of the transmission induction coil
212: transmission resonance coil part
220:
300: Wireless power receiving device
310:
311: receiving resonance coil part
312: reception induction coil part
320: rectifying part
400: Load
500: Power supply

Claims

A wireless power transmission apparatus for transmitting power to a load through a wireless power receiving apparatus,
A power supply for generating AC power; And
And a transmitting coil for transmitting the AC power to a receiving coil provided in the wireless power receiving apparatus using resonance,
The wireless power transmission apparatus comprising:
And the impedance of the load is changed based on the coupling state of the transmission coil and the reception coil.
A wireless power transmission device.

The method according to claim 1,
And controls the transmission power to be transmitted to the wireless power receiving apparatus based on the combined state.

3. The method of claim 2,
The wireless power transmission apparatus comprising:
Determines the first received power of the load corresponding to the coupled state, and controls the transmit power in accordance with the first received power.
A wireless power transmission device.

The method of claim 3,
The wireless power transmission apparatus comprising:
And the transmission power control unit controls the transmission power according to the first reception power when the second reception power is different from the first reception power.
A wireless power transmission device.

5. The method of claim 4,
Wherein the wireless power transmission apparatus confirms the second reception power through in-band or out-of-band communication with the wireless power reception apparatus
A wireless power transmission device.

5. The method of claim 4,
Wherein the wireless power transmission apparatus confirms the second received power through an intensity of a current flowing in the wireless power transmission apparatus
A wireless power transmission device.

3. The method of claim 2,
Further comprising: a detection unit for detecting a coupling coefficient according to the coupling state,
The wireless power transmission apparatus comprising:
Wherein the transmission power is increased as the coupling coefficient is increased
A wireless power transmission device.

8. The method of claim 7,
Wherein:
And the coupling coefficient is detected based on an input impedance of the power supply device viewed from the wireless power transmission device
A wireless power transmission device.

3. The method of claim 2,
The wireless power transmission apparatus
And controls the transmission power by adjusting power output from the power supply device
A wireless power transmission device.

10. The method of claim 9,
Wherein the power supply apparatus transmits a power control signal for controlling the DC power output from the power supply apparatus using power line communication
A wireless power transmission device.

3. The method of claim 2,
The power supply device
Further comprising: an alternating-current power generating unit for receiving direct-current power from the power supply unit to generate alternating-current power,
The wireless power transmission apparatus comprising:
And controls the transmission power based on an intensity of a current input to or output from the AC power generation unit
A wireless power transmission device.

12. The method of claim 11,
And a storage unit for storing the coupled state and the intensity of the current in association with each other.
A wireless power transmission device.

The method according to claim 1,
The transmitting coil
A transmission induction coil for generating a magnetic field through a power supplied from the power supply device; And
And a transmission resonance coil coupled to the transmission induction coil and transmitting the received power to the reception coil using resonance
A wireless power transmission device.

A power control method of a wireless power transmission apparatus for transmitting power to a load through a wireless power reception apparatus,
Detecting a coupling state between the wireless power transmission apparatus and the wireless power reception apparatus;
Determining transmission power based on the detected combined state; And
And transmitting the determined transmit power to the load using resonance,
The impedance of the load is changed corresponding to the change of the coupling coefficient according to the coupling state
A power control method for a wireless power transmission device.

15. The method of claim 14,
Wherein the determining the transmit power comprises:
Determining a first receive power that the load should receive in response to the coupled state;
And determining the transmission power according to the determined first received power
A power control method for a wireless power transmission device.

16. The method of claim 15,
The step of determining the transmission power according to the determined first reception power
The second reception power currently being received by the load
Comparing the first received power;
And determining the transmission power according to the first reception power when the first reception power is different from the second reception power as a result of the comparison
A power control method for a wireless power transmission device.

17. The method of claim 16,
The step of confirming the second receive power currently being received by the load
And checking the second received power through in-band or out-of-band communication with the wireless power receiving apparatus
A power control method for a wireless power transmission device.

17. The method of claim 16,
The step of confirming the second receive power currently being received by the load
Measuring an intensity of a current flowing in the wireless power transmission apparatus and checking the second received power;
A power control method for a wireless power transmission device.

15. The method of claim 14,
The step of detecting the combined state
And detecting the coupling coefficient,
The step of determining the transmit power comprises:
And decreasing the transmission power as the coupling coefficient is decreased
A power control method for a wireless power transmission device.

15. The method of claim 14,
The step of detecting the combined state
Detecting the coupling state using the intensity of the current flowing in the wireless power transmission apparatus or the input impedance of the wireless power transmission apparatus
A power control method for a wireless power transmission device.

21. The method of claim 20,
Wherein the determining the transmit power comprises:
And determining the transmit power based on a look-up table comprising the combined state and the intensity of the current corresponding thereto
A power control method for a wireless power transmission device.