KR20170139319A - A wireless power transmitter and a wireless power receiver - Google Patents

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KR20170139319A
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임성현
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Abstract

A wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention includes: an AC-DC rectifier for rectifying an alternating current received from a power source; a DC-DC converter for converting a rectified direct current; a DC-AC converter for converting the converted direct current into the alternating current; a transmission coil for transmitting the alternating current converted from the DC-AC converter; and a main body including the AC-DC rectifier, the DC-DC converter, and the DC-AC converter, wherein the transmission coil is arranged to surround the lateral side of the main body. Accordingly, the present invention can solve a heating problem of the transmission coil.

Description

무선 전력 송신기 및 수신기 {A WIRELESS POWER TRANSMITTER AND A WIRELESS POWER RECEIVER}[0001] A WIRELESS POWER TRANSMITTER AND A WIRELESS POWER RECEIVER [0002]

본 발명은 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless power transmitter and a wireless power receiver.

일반적으로 각종 전자 기기는 배터리를 구비하고, 배터리에 충전된 전력을 이용하여 구동한다. 이때 전자 기기에서, 배터리는 교체될 수 있으며, 재차 충전될 수도 있다. 이를 위해, 전자 기기는 외부의 충전 장치와 접촉하기 위한 접촉 단자를 구비한다. 즉 전자 기기는 접촉 단자를 통해, 충전 장치와 전기적으로 연결된다. 그런데, 전자 기기에서 접촉 단자가 외부로 노출됨에 따라, 이물질에 의해 오염되거나 습기에 의해 단락(short)될 수 있다. 이러한 경우, 접촉 단자와 충전 장치 사이에 접촉 불량이 발생되어, 전자 기기에서 배터리가 충전되지 않는 문제점이 있다.2. Description of the Related Art Generally, various electronic apparatuses are equipped with a battery and are driven by using electric power charged in the battery. At this time, in the electronic device, the battery can be replaced and recharged again. To this end, the electronic device has a contact terminal for contact with an external charging device. That is, the electronic device is electrically connected to the charging device through the contact terminal. However, as the contact terminal is exposed to the outside in the electronic device, it may be contaminated by foreign substances or short-circuited by moisture. In this case, there is a problem that a contact failure occurs between the contact terminal and the charging device, and the battery is not charged by the electronic device.

상기한 문제점을 해결하기 위하여, 무선으로 전자 기기를 충전하기 위한 무선전력전송(wireless power transfer; WPT)이 제안되고 있다. 무선전력전송 시스템은 공간을 통하여 선 없이 전력을 전달하는 기술로써, 모바일(Mobile) 기기 및 디지털 가전 기기들에 대한 전력 공급의 편의성을 극대화한 기술이다. 무선전력전송 시스템은 실시간 전력 사용 제어를 통한 에너지 절약, 전력 공급의 공간 제약 극복 및 배터리 재충전을 이용한 폐 건전지 배출량 절감 등의 강점을 지닌다.In order to solve the above problems, a wireless power transfer (WPT) for charging an electronic device wirelessly has been proposed. The wireless power transmission system is a technology that transfers power without a line through space and maximizes the convenience of power supply to mobile devices and digital home appliances. The wireless power transmission system has advantages such as saving energy through real-time power usage control, overcoming space limit of power supply, and reducing waste battery discharge by battery recharging.

무선전력전송 시스템의 구현 방법으로써 대표적으로 자기유도방식과 자기공진방식이 있다. 자기유도방식은 두 개의 코일을 근접시켜 한쪽의 코일에 전류를 흘려 그에 따라 발생한 자속을 매개로 하여 다른 쪽의 코일에도 기전력이 발생하는 비접촉 에너지 전송기술로써, 수백 kHz의 주파수를 사용할 수 있다. 자기 공진 방식은 전자파나 전류를 이용하지 않고 전장 또는 자장만을 이용하는 자기 공명 기술로써 전력 전송이 가능한 거리가 수 미터 이상으로써, 수 MHz의 대역을 이용할 수 있다.As a method of implementing a wireless power transmission system, there are typically a magnetic induction type and a self resonance type. The magnetic induction method is a noncontact energy transmission technique in which two coils are brought close to each other, a current is supplied to one coil, and an electromotive force is generated in the other coil via the magnetic flux generated thereby. The self-resonance method is a magnetic resonance technique that uses only electric fields or magnetic fields without using electromagnetic waves or currents, and the distance capable of power transmission is several meters or more, and a band of several MHz can be used.

무선전력전송 시스템은 무선으로 전력을 전송하는 송신장치와 전력을 수신하여 배터리 등 부하를 충전하는 수신장치를 포함한다. 이때 수신장치의 충전 방식, 즉 자기 유도 방식과 자기 공진 방식 중 어느 하나의 충전 방식을 택할 수 있고, 수신장치의 충전 방식에 대응하여 무선으로 전력을 전달할 수 있는 송신장치가 개발되고 있다.The wireless power transmission system includes a transmitting device that transmits power wirelessly and a receiving device that receives power to charge a load such as a battery. At this time, a charging method of a receiving apparatus, that is, a charging method of either a magnetic induction method or a self-resonance method can be adopted, and a transmitting apparatus capable of transmitting power wirelessly corresponding to a charging method of a receiving apparatus has been developed.

본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 송신기는 상기 무선 전력 송신기의 본체의 측면을 둘러싸도록 배치되는 송신 코일을 포함한다.A wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention includes a transmitting coil disposed to surround a side surface of the body of the wireless power transmitter.

본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 송신기는 상기 무선 전력 송신기의 본체의 측면이 송신 코일로 구성된다.In a wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention, the side surface of the body of the wireless power transmitter is composed of a transmitting coil.

본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 수신기는 상기 무선 전력 수신기의 본체의 측면을 둘러싸도록 배치되는 수신 코일을 포함한다.A wireless power receiver according to an embodiment of the present invention includes a receive coil disposed to surround a side of a body of the wireless power receiver.

본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 수신기는 상기 무선 전력 수신기의 본체의 측면이 수신 코일로 구성된다.In the wireless power receiver according to the embodiment of the present invention, the side of the body of the wireless power receiver is constituted by the receiving coil.

본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 송신기는 전력원으로부터 수신한 교류 전류를 정류하는 교류-직류 정류기; 정류된 직류 전류를 변환하는 직류-직류 변환기; 상기 변환된 직류 전류를 교류 전류로 변화하는 직류-교류 변환기; 상기 직류-교류 변환기로부터 변환된 교류 전류를 송신하는 송신 코일; 상기 교류-직류 정류기, 상기 직류-직류 변환기, 상기 직류-교류 변환기를 포함하는 본체;를 포함하고, 상기 송신 코일은 상기 본체의 측면을 둘러싸도록 배치된다.A wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention includes an AC-DC rectifier for rectifying an AC current received from a power source; A DC-DC converter for converting the rectified DC current; A DC-AC converter that converts the converted DC current into an AC current; A transmission coil for transmitting the AC current converted from the DC-AC converter; And a main body including the AC-DC rectifier, the DC-DC converter, and the DC-AC converter, wherein the transmission coil is disposed so as to surround the side surface of the main body.

본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 수신기는 무선 전력 송신기로부터 교류 전력을 무선으로 수신하는 수신 코일; 상기 수신한 교류 전류를 정류하는 교류-직류 정류기; 정류된 직류 전류를 변환하는 직류-직류 변환기; 상기 변환된 직류 전류로 충전되는 부하; 상기 교류-직류 정류기, 상기 직류-직류 변환기, 상기 부하를 포함하는 본체;를 포함하고, 상기 수신 코일은 상기 본체의 측면을 둘러싸도록 배치된다.A wireless power receiver according to an embodiment of the present invention includes: a receiving coil for wirelessly receiving AC power from a wireless power transmitter; An AC-DC rectifier for rectifying the received AC current; A DC-DC converter for converting the rectified DC current; A load to be charged with the converted direct current; And a main body including the AC-DC rectifier, the DC-DC converter, and the load, and the receiving coil is disposed so as to surround the side surface of the main body.

본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 송신기는 상기 무선 전력 송신기의 본체의 측면을 둘러싸도록 배치되는 송신 코일을 포함함으로써, 상기 송신 코일의 발열 문제를 해결할 수 있다. 또한, 상기 무선 전력 송신기는 상기 송신 코일을 위한 내부의 별도 공간을 감소시킬 수 있다.The wireless power transmitter according to the embodiment of the present invention can solve the heat generation problem of the transmission coil by including the transmission coil disposed so as to surround the side surface of the body of the wireless power transmitter. In addition, the wireless power transmitter may reduce the internal space for the transmit coil.

본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 송신기는 상기 무선 전력 송신기의 본체의 측면이 송신 코일로 구성됨으로써, 상기 송신 코일의 발열 문제를 해결할 수 있다. 또한, 상기 무선 전력 송신기는 상기 송신 코일을 위한 내부의 별도 공간을 감소시킬 수 있다.In the wireless power transmitter according to the embodiment of the present invention, the side surface of the body of the wireless power transmitter is constituted by a transmission coil, thereby solving the heat generation problem of the transmission coil. In addition, the wireless power transmitter may reduce the internal space for the transmit coil.

본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 수신기는 상기 무선 전력 수신기의 본체의 측면을 둘러싸도록 배치되는 수신 코일을 포함함으로써, 상기 수신 코일의 발열 문제를 해결할 수 있다. 또한, 상기 무선 전력 수신기는 상기 수신 코일을 위한 내부의 별도 공간을 감소시킬 수 있다.The wireless power receiver according to the embodiment of the present invention can solve the heating problem of the receiving coil by including the receiving coil disposed to surround the side surface of the body of the wireless power receiver. In addition, the wireless power receiver may reduce the internal space for the receive coil.

본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 수신기는 상기 무선 전력 수신기의 본체의 측면이 수신 코일로 구성됨으로써, 상기 수신 코일의 발열 문제를 해결할 수 있다. 또한, 상기 무선 전력 수신기는 상기 수신 코일을 위한 내부의 별도 공간을 감소시킬 수 있다.In the wireless power receiver according to the embodiment of the present invention, the side surface of the main body of the wireless power receiver is constituted by the receiving coil, thereby solving the heating problem of the receiving coil. In addition, the wireless power receiver may reduce the internal space for the receive coil.

도 1은 자기 유도 방식 등가회로이다.
도 2는 자기 공진 방식 등가회로이다.
도 3a 및 3b는 무선전력전송 시스템을 구성하는 서브 시스템 중 하나로 송신장치를 나타낸 블록도이다.
도 4a 및 도 4b는 무선전력전송 시스템을 구성하는 서브 시스템 중 하나로 수신부를 나타낸 블록도이다.
도 5는 무선전력전송 시스템의 동작 흐름도로써, 무선 전력 송신 장치의 동작 상태를 중심으로 한 동작 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 송신기 또는 무선 전력 수신기를 도시한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 전력 송신기 또는 무선 전력 수신기의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선 전력 송신기 또는 무선 전력 수신기의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선 전력 송신기 또는 무선 전력 수신기의 단면도이다.
1 is a magnetic induction equivalent circuit.
2 is a self-resonant-type equivalent circuit.
3A and 3B are block diagrams showing a transmitting apparatus as one of the subsystems constituting a wireless power transmission system.
4A and 4B are block diagrams showing a receiver as one of the subsystems constituting the wireless power transmission system.
5 is a flowchart illustrating an operation of the wireless power transmission system, and is a flowchart illustrating the operation of the wireless power transmission apparatus.
6 illustrates a wireless power transmitter or a wireless power receiver according to an embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view of a wireless power transmitter or a wireless power receiver in accordance with another embodiment of the present invention.
8 is a cross-sectional view of a wireless power transmitter or wireless power receiver in accordance with another embodiment of the present invention.
9 is a cross-sectional view of a wireless power transmitter and a wireless power receiver in accordance with another embodiment of the present invention.
10 is a cross-sectional view of a wireless power transmitter or wireless power receiver in accordance with another embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시 예에 의한 코일 장치와 코일 장치의 제조 방법 및 코일 장치를 포함하는 무선전력전송장치 그리고 무선전력수신장치 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시 예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, a coil device, a method of manufacturing a coil device, a wireless power transmission device including a coil device, and a wireless power receiving device according to an embodiment of the present invention will be described in detail. The following embodiments are provided by way of example so that those skilled in the art can fully understand the spirit of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in other forms. In the drawings, the size and thickness of an apparatus may be exaggerated for convenience. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.

본 발명의 실시 예는 무선 전력 전송을 위하여 저주파(50kHz)부터 고주파(15MHz)까지의 다양한 종류의 주파수 대역을 선택적으로 사용하며, 시스템 제어를 위하여 데이터 및 제어신호를 교환할 수 있는 통신시스템을 포함할 수도 있다.Embodiments of the present invention include a communication system that selectively uses various kinds of frequency bands from low frequency (50 kHz) to high frequency (15 MHz) for wireless power transmission and exchanges data and control signals for system control You may.

본 발명의 실시 예는 배터리를 사용하거나 필요로 하는 전자기기를 사용하는 휴대단말 산업, 스마트 시계 산업, 컴퓨터 및 노트북 산업, 가전기기 산업, 전기자동차 산업, 의료기기 산업, 로봇 산업 등 다양한 산업분야에 적용될 수 있다.Embodiments of the present invention are applicable to a variety of industrial fields such as a mobile terminal industry using a battery or an electronic device required, a smart clock industry, a computer and notebook industry, a household appliance industry, an electric car industry, a medical device industry, Can be applied.

본 발명의 실시 예는 하나 또는 복수개의 전송 코일을 사용하여 한 개 이상의 다수기기에 전력 전송이 가능한 시스템을 고려할 수 있다.Embodiments of the present invention may consider a system capable of power transmission to one or more multiple devices using one or more transmission coils.

본 발명의 실시 예에 따르면 스마트폰, 노트북 등 모바일 기기에서의 배터리 부족문제를 해결할 수 있고, 일 예로 테이블에 무선충전패드를 놓고 그 위에서 스마트폰, 노트북을 사용하면 자동으로 배터리가 충전되어 장시간 사용할 수 있게 된다. 또한 까페, 공항, 택시, 사무실, 식당 등 공공장소에 무선충전패드를 설치하면 모바일 기기 제조사별로 상이한 충전단자에 상관없이 다양한 모바일 기기를 충전할 수 있다. 또한 무선 전력 전송 기술이 청소기, 선풍기 등의 생활가전제품에 적용되면 전원케이블을 찾아 다닐 필요가 없게 되고 가정 내에서 복잡한 전선이 사라지면서 건물 내 배선이 줄고 공간활용 폭도 넓어질 수 있다. 또한 현재의 가정용 전원으로 전기자동차를 충전할 경우 많은 시간이 소요되지만 무선전력전송 기술을 통해서 고전력을 전송한다면 충전시간을 줄일 수 있게 되고 주차장 바닥에 무선충전시설을 설치하게 되면 전기자동차 주변에 전원케이블을 준비 해야 하는 불편함을 해소 할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to solve the battery shortage problem in a mobile device such as a smart phone and a notebook. For example, when a wireless charging pad is placed on a table and a smartphone or a notebook is used on the table, the battery is automatically charged, . In addition, by installing wireless charging pads in public places such as cafes, airports, taxis, offices, restaurants, etc., mobile devices manufacturers can charge various mobile devices regardless of charging terminals. In addition, when wireless power transmission technology is applied to household electrical appliances such as cleaners, electric fans, etc., there is no need to look for power cables and complex wires can be eliminated in the home, which can reduce wiring in buildings and increase the space utilization. In addition, it takes a lot of time to charge the electric car with the current household power, but if the high power is transmitted through the wireless power transmission technology, the charging time can be reduced. If the wireless charging facility is installed at the bottom of the parking lot, It is possible to solve the inconvenience of having to prepare.

본 발명의 실시 예에서 사용되는 용어와 약어는 다음과 같다.The terms and abbreviations used in the embodiments of the present invention are as follows.

무선 전력 전송 시스템 (wireless power transfer system): 자기장 영역 내에서 무선 전력 전송을 제공하는 시스템을 의미한다.Wireless power transfer system: means a system that provides wireless power transmission within a magnetic field region.

무선 전력 송신 장치(wireless power transfer system-charger; power transfer unit: PTU): 자기장 영역 내에서 무선 전력 수신 장치로 무선으로 전력을 전송하며, 시스템 전체를 관리하는 장치로 무선 전력 송신기 또는 송신기로 지칭될 수 있다.Wireless power transfer unit (PTU): a device that wirelessly transmits power to a wireless power receiving device within a magnetic field area and that manages the entire system, referred to as a wireless power transmitter or transmitter .

무선 전력 수신 장치(wireless power receiver system-device; power receiver unit: PRU): 자기장 영역 내에서 무선 전력 송신 장치로부터 무선으로 전력을 수신하는 장치로 무선 전력 수신기 또는 수신기로 지칭될 수 있다.Wireless power receiver unit (PRU): An apparatus that receives power wirelessly from a wireless power transmission device within a magnetic field region, and may be referred to as a wireless power receiver or receiver.

충전 영역(charging area): 자기장 영역 내에서 무선 전력 전송이 이루어지는 영역이며, 응용 제품의 크기, 요구 전력, 동작주파수에 따라 변할 수 있다.Charging area: The area in which the wireless power transmission takes place in the magnetic field area, and may vary depending on the size, required power, and operating frequency of the application product.

S 파라미터(scattering parameter): S 파라미터는 주파수 분포상에서 입력전압 대 출력전압의 비로 입력 포트 대 출력 포트의 비(transmission; S21) 또는 각각의 입/출력 포트의 자체 반사값, 즉 자신의 입력에 의해 반사되어 돌아오는 출력의 값(reflection; S11, S22)이다.S-parameter: The S-parameter is the ratio of the input voltage to the output voltage on the frequency distribution, the transmission of the input port to the output port (S21), or the self reflection value of each input / output port, Reflection (S11, S22) of the reflected output.

품질 지수 Q(quality factor): 공진에서 Q의 값은 주파수 선택의 품질을 의미하고 Q 값이 높을수록 공진 특성이 좋으며, Q 값은 공진기에서 저장되는 에너지와 손실되는 에너지의 비로 표현된다.Quality factor: The value of Q in resonance means the quality of frequency selection. The higher the Q value, the better the resonance characteristics. The Q value is expressed as the ratio of the energy stored in the resonator to the energy lost.

무선으로 전력을 전송하는 방식은 대표적으로, 자기 유도 방식과 자기 공진 방식이 있다.Typically, there are a magnetic induction type and a magnetic resonance type in a wireless transmission manner.

자기 유도 방식은 소스 인덕터(Ls)를 서로 근접시켜 한쪽의 소스 인덕터(Ls)에 전류를 흘리면 발생하는 자속을 매개로 부하 인덕터(Ll)에도 기전력이 발생하는 비접촉 에너지 전송기술이다. 그리고 자기 공진 방식은 2개의 공진기를 결합하는 것으로 2개의 공진기 간의 고유 주파수에 의한 자기 공진이 발생하여 동일 주파수로 진동 하면서 동일 파장 범위에서 전기장 및 자기장을 형성시키는 공명 기법을 활용하여 에너지를 무선으로 전송하는 기술이다.The magnetic induction method is a non-contact energy transfer technique in which an electromotive force is generated in the load inductor Ll via a magnetic flux generated when the source inductors Ls are brought close to each other and current is supplied to one of the source inductors Ls. The self-resonance method combines two resonators to generate self-resonance by the natural frequency between the two resonators. By resonating at the same frequency and using the resonance technique to form an electric field and a magnetic field in the same wavelength range, Technology.

도 1은 자기 유도 방식의 등가회로이다.1 is an equivalent circuit of a magnetic induction type.

도 1을 참조하면, 자기 유도 방식 등가회로에서 송신장치는 전원을 공급하는 장치에 따른 소스 전압(Vs), 소스 저항(Rs), 임피던스 매칭을 위한 소스 커패시터(Cs) 그리고 수신부와의 자기적 결합을 위한 소스 코일(Ls)로 구현될 수 있고, 수신부는 수신부의 등가 저항인 부하 저항(Rℓ), 임피던스 매칭을 위한 부하 커패시터(Cl) 그리고 송신장치와의 자기적 결합을 위한 부하 코일(Lℓ)로 구현될 수 있고, 소스 코일(Ls)과 부하 코일(Lℓ)의 자기적 결합 정도는 상호 인덕턴스(Msℓ)로 나타낼 수 있다.Referring to FIG. 1, in a self-induction equivalent circuit, a transmitter includes a source voltage Vs, a source resistance Rs, a source capacitor Cs for impedance matching, and a magnetic coupling And a load coil Rl for impedance matching, a load capacitor Cl for impedance matching, and a load coil Ll for magnetic coupling with a transmitting device. And the degree of magnetic coupling between the source coil Ls and the load coil Ll can be represented by mutual inductance Msl.

도 1에서 임피던스 매칭을 위한 소스 커패시터(Cs)와 부하 커패시터(Cℓ)이 없는 오로지 코일로만 이루어진 자기 유도 등가회로로부터 입력전압 대 출력전압의 비(S21)를 구하여 이로부터 최대 전력 전송 조건을 찾으면 최대 전력 전송 조건은 이하 수학식 1을 충족한다.In FIG. 1, the ratio S21 of the input voltage to the output voltage is obtained from a magnetic induction equivalent circuit consisting only of a coil, which does not have the source capacitor Cs and the load capacitor Cℓ for impedance matching, The power transmission condition satisfies Equation (1) below.

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 수학식 1에 따라 송신 코일(Ls)의 인덕턴스와 소스 저항(Rs)의 비와 부하 코일(Lℓ)의 인덕턴스와 부하 저항(Rℓ)의 비가 같을 때 최대 전력 전송이 가능하다. 인덕턴스만 존재하는 시스템에서는 리액턴스를 보상할 수 있는 커패시터가 존재하지 않기 때문에 최대 전력 전달이 이루이지는 지점에서 입/출력 포트의 자체 반사값(S11)의 값은 0이 될 수 없고, 상호 인덕턴스(Msℓ) 값에 따라 전력 전달 효율이 크게 변화할 수 있다. 그리하여 임피던스 매칭을 위한 보상 커패시터로써 송신장치에 소스 커패시터(Cs)가 부가될 수 있고, 수신부에 부하 커패시터(Cℓ)가 부가될 수 있다. 상기 보상 커패시터(Cs, Cℓ)는 예로 수신 코일(Ls) 및 부하 코일(Lℓ) 각각에 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다. 또한 임피던스 매칭을 위하여 송신장치 및 수신부 각각에는 보상 커패시터 뿐만 아니라 추가적인 커패시터 및 인덕터와 같은 수동 소자가 더 부가될 수 있다.The maximum power transmission is possible when the ratio of the inductance of the transmission coil Ls to the source resistance Rs and the ratio of the inductance of the load coil Ll to the load resistance Rl are equal to each other. Since there is no capacitor that can compensate for reactance in a system with only an inductance, the value of the self reflection value S11 of the input / output port can not be zero at the point where the maximum power transfer occurs, and the mutual inductance Msl), the power transmission efficiency may vary greatly. Thus, a source capacitor Cs may be added to the transmission device as a compensation capacitor for impedance matching, and a load capacitor C l may be added to the reception part. The compensation capacitors Cs and C l may be connected in series or in parallel to the receiving coil Ls and the load coil L l, respectively. Further, for the impedance matching, a passive element such as an additional capacitor and an inductor may be added to each of the transmitter and the receiver as well as the compensation capacitor.

도 2는 자기 공진 방식의 등가회로이다.2 is an equivalent circuit of a self-resonant system.

도 2를 참조하면, 자기 공진 방식 등가회로에서 송신장치는 소스 전압(Vs), 소스 저항(Rs) 그리고 소스 인덕터(Ls)의 직렬 연결로 폐회로를 구성하는 소스 코일(source coil)과 송신측 공진 인덕터(L1)와 송신측 공진 커패시터(C1)의 직렬 연결로 폐회로를 구성하는 송신측 공진 코일(resonant coil)로 구현되고, 수신부는 부하 저항(Rℓ)와 부하 인덕터(Lℓ)의 직렬 연결로 폐회로를 구성하는 부하 코일(Load coil)과 수신측 공진 인덕터(L2)와 수신측 공진 커패시터(C2)의 직렬 연결로 폐회로를 구성하는 수신측 공진 코일로 구현되며, 소스 인덕터(Ls)와 송신측 인덕터(L1)는 K01의 결합계수로 자기적으로 결합되고, 부하 인덕터(Lℓ)와 부하측 공진 인덕터(L2)는 K23의 결합계수로 자기적으로 결합되고, 송신측 공진 인덕터(L1)와 수신측 공진 인덕터(L2)는 K12의 결합 계수로 자기적으로 결합된다. 또 다른 실시예의 등가회로에서는 소스 코일 및/또는 부하 코일을 생략하고 송신측 공진 코일과 수신측 공진 코일만으로 이루어질 수도 있다. 2, in a self-resonant-type equivalent circuit, a transmitting device includes a source coil constituting a closed circuit by a series connection of a source voltage Vs, a source resistor Rs and a source inductor Ls, Side resonant coil constituting a closed circuit by a series connection of the inductor L1 and the transmission-side resonance capacitor C1 and the receiving portion is formed by a series connection of the load resistor Rl and the load inductor Ll, Side resonance coil constituting a closed circuit by a series connection of a load coil constituting the input side resonance inductor L2 and a resonance inductor L2 on the reception side and a resonance capacitor C2 on the reception side, (L1) is magnetically coupled to the coupling coefficient of K01, the load inductor (L) and the load side resonance inductor (L2) are magnetically coupled to each other by a coupling coefficient of K23, and the transmission side resonance inductor Inductor (L2) is the coupling coefficient of K12, It is coupled to. In the equivalent circuit of another embodiment, the source coil and / or the load coil may be omitted and only the transmission-side resonance coil and the reception-side resonance coil may be formed.

자기 공진 방식은 두 공진기의 공진 주파수가 동일할 때에는 송신장치의 공진기의 에너지의 대부분이 수신부의 공진기로 전달되어 전력 전달 효율이 향상될 수 있고, 자기 공진 방식에서의 효율은 이하 수학식 2를 충족할 때 좋아진다.When the resonance frequencies of the two resonators are the same, most of the energy of the resonator of the transmitting device is transmitted to the resonator of the receiving part to improve the power transmission efficiency. The efficiency in the self resonance method satisfies Equation 2 below When it does, it gets better.

Figure pat00002
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(여기서, k는 결합계수, Γ는 감쇄율)(Where k is the coupling coefficient and? Is the attenuation factor)

자기 공진 방식에서 효율을 증가시키기 위하여 임피던스 매칭을 위한 소자를 부가할 수 있고, 임피던스 매칭 소자는 인덕터 및 커패시터와 같은 수동 소자가 될 수 있다.In order to increase the efficiency in the self-resonant mode, an element for impedance matching can be added, and the impedance matching element can be a passive element such as an inductor and a capacitor.

이와 같은 무선 전력 전송 원리를 바탕으로 자기 유도 방식 또는 자기 공진 방식으로 전력을 전달하기 위한 무선전력전송 시스템을 살펴본다.Based on such a wireless power transmission principle, a wireless power transmission system for transmitting power by a magnetic induction method or a self resonance method will be described.

도 3a 및 도 3b는 무선 전력 전송 시스템을 구성하는 서브 시스템 중 하나로 무선 전력 송신 장치를 나타낸 블록도이다.FIGS. 3A and 3B are block diagrams illustrating a wireless power transmission apparatus as one of the sub-systems constituting the wireless power transmission system.

본 발명의 실시 예에 따라, 무선 전력 송신 장치 1000은 무선 전력 송신기, 송신기, 송신 장치로 지칭될 수 있다.In accordance with an embodiment of the present invention, the wireless power transmission apparatus 1000 may be referred to as a wireless power transmitter, a transmitter, and a transmission apparatus.

도 3a를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 전송 시스템은 송신 장치 1000과 송신 장치 1000으로부터 무선으로 전력을 전송 받는 수신 장치 2000을 포함할 수 있다. 무선 전력 송신 장치 1000은 입력되는 교류 신호를 전력 변환하여 교류 신호로 출력하는 송신측 전력 변환부 101과 송신측 전력 변환부 101로부터 출력되는 교류 신호에 기초하여 자기장을 생성하여 충전 영역 내의 무선 전력 수신 장치 2000에 전력을 제공하는 송신측 공진 회로부 102 및 송신측 전력 변환부 101의 전력 변환을 제어하고, 송신측 전력 변환부 101의 출력 신호의 진폭과 주파수를 조절하고, 송신측 공진 회로부 102의 임피던스 매칭을 수행하며, 송신측 전력 변환부 101 및 송신측 공진 회로부 102로부터 임피던스, 전압, 전류 정보를 센싱하며, 수신 장치 2000과 무선 통신할 수 있는 송신측 제어부 103을 포함할 수 있다. 송신측 전력 변환부 101은 교류신호를 직류로 변환하는 전력 변환부, 직류의 레벨을 가변하여 직류를 출력하는 전력 변환부, 직류를 교류로 변환하는 전력 변환부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그리고 송신측 공진 회로부 102는 코일, 및 코일과 공진할 수 있는 임피던스 매칭부를 포함할 수 있다. 또한 송신측 제어부 103은 임피던스, 전압, 전류 정보를 센싱하기 위한 센싱부와 무선 통신부를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3A, a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention may include a transmitting apparatus 1000 and a receiving apparatus 2000 receiving power wirelessly from a transmitting apparatus 1000. The wireless power transmission apparatus 1000 generates a magnetic field based on the AC signal output from the transmission-side power conversion unit 101 and the transmission-side power conversion unit 101 that converts the input AC signal into an AC signal and outputs it as an AC signal, Controls the power conversion of the transmission side resonance circuit unit 102 and the transmission side power conversion unit 101 that supply electric power to the device 2000 and adjusts the amplitude and frequency of the output signal of the transmission side power conversion unit 101 and controls the impedance of the transmission side resonance circuit unit 102 And a transmission side control unit 103 that performs impedance matching, senses impedance, voltage, and current information from the transmission side power conversion unit 101 and the transmission side resonance circuit unit 102, and wirelessly communicates with the reception device 2000. The transmission-side power conversion unit 101 may include at least one of a power conversion unit for converting an AC signal to a DC, a power conversion unit for varying a level of a DC to output a DC, and a power conversion unit for converting a DC to an AC. The transmission side resonance circuit unit 102 may include a coil and an impedance matching unit capable of resonating with the coil. The transmission-side control unit 103 may include a sensing unit and a wireless communication unit for sensing impedance, voltage, and current information.

또한 도 3b를 참조하면, 송신 장치 1000은 송신측 교류/직류 변환부 1100, 송신측 직류/교류 변환부 1200, 송신측 임피던스 매칭부 1300, 송신 코일부 1400 그리고 송신측 통신 및 제어부 1500, 지자기 센서(geomagnetic sensor) 1600을 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 실시 예에 따라 송신 장치 1000은 송신측 임피던스 매칭부 1300을 포함하지 않을 수 있다.3B, the transmission apparatus 1000 includes a transmission side AC / DC conversion unit 1100, a transmission side DC / AC conversion unit 1200, a transmission side impedance matching unit 1300, a transmission coil unit 1400, a transmission side communication and control unit 1500, a geomagnetic sensor 1600 may be included. According to another embodiment of the present invention, the transmitting apparatus 1000 may not include the transmitting-side impedance matching unit 1300.

송신측 교류/직류 변환부 1100은 송신측 통신 및 제어부 1500의 제어 하에 외부로부터 제공되는 교류 신호를 직류 신호로 변환하는 전력 변환부로써, 송신측 교류/직류 변환부 1100은 서브 시스템으로 정류기 1110과 송신측 직류/직류 변환부 1120을 포함할 수 있다. 정류기 1110은 제공되는 교류 신호를 직류 신호로 변환하는 시스템으로써 이를 구현하는 실시 예로 고주파수 동작 시 상대적으로 높은 효율을 가지는 다이오드 정류기, 원-칩(one-chip)화가 가능한 동기 정류기 또는 원가 및 공간 절약이 가능하고 및 데드 타임(dead time)의 자유도가 높은 하이브리드 정류기가 될 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니고, 교류를 직류로 변환하는 시스템이라면 적용 가능하다. 또한 송신측 직류/직류 변환부 1120은 송신측 통신 및 제어부 1500의 제어 하에 정류기 1110으로부터 제공되는 직류 신호의 레벨을 조절하는 것으로 이를 구현하는 예로 입력 신호의 레벨을 낮추는 벅 컨버터(buck converter), 입력 신호의 레벨을 높이는 부스트 컨버터(boost converter), 입력 신호의 레벨을 낮추거나 높일 수 있는 벅 부스트 컨버터(buck boost converter) 또는 축 컨버터(cuk converter)가 될 수 있다. 또한 송신측 직류/직류 변환부 1120은 전력 변환 제어 기능을 하는 스위치소자와 전력 변환 매개 역할 또는 출력 전압 평활 기능을 하는 인덕터 및 커패시터, 전압 이득을 조절 또는 전기적인 분리 기능(절연 기능)을 하는 트랜스 등을 포함할 수 있으며, 입력되는 직류 신호에 포함된 리플 성분 또는 맥동 성분(직류 신호에 포함된 교류 성분)을 제거하는 기능을 할 수 있다. 그리고 송신측 직류/직류 변환부 1120의 출력 신호의 지령치와 실제 출력 치와의 오차는 피드백 방식을 통해 조절될 수 있고, 이는 송신측 통신 및 제어부 1500에 의하여 이루어 질 수 있다.The transmitting side AC / DC converting unit 1100 is a subsystem for converting the AC signal provided from the outside into a DC signal under the control of the transmitting side communication and control unit 1500. The transmitting side AC / DC converting unit 1100 includes a rectifier 1110, And a transmission side DC / DC converter 1120. [ The rectifier 1110 converts a supplied AC signal into a DC signal. The rectifier 1110 may be a diode rectifier having a relatively high efficiency in high-frequency operation, a synchronous rectifier capable of one-chip operation, And can be a hybrid rectifier having a high degree of freedom of dead time. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to a system that converts AC to DC. The transmitting side DC / DC converting unit 1120 controls the level of the DC signal supplied from the rectifier 1110 under the control of the transmitting side communication and control unit 1500. As an example of implementing this, a buck converter for lowering the level of the input signal, A boost converter that boosts the level of the signal, a buck boost converter or a cuk converter that can raise or lower the level of the input signal. The transmitting side DC / DC converting unit 1120 includes a switching element having a power conversion control function, an inductor and a capacitor for performing a power conversion mediation role or an output voltage smoothing function, a transformer for controlling a voltage gain or electrically separating And can remove the ripple component or the ripple component (AC component included in the DC signal) included in the input DC signal. The error between the command value of the output signal of the transmitting side DC / DC converter 1120 and the actual output value can be adjusted through the feedback method, and this can be done by the transmitting side communication and control unit 1500.

송신측 직류/교류 변환부 1200은 송신측 통신 및 제어부 1500의 제어 하에 송신측 교류/직류 변환부 1100으로부터 출력되는 직류 신호를 교류 신호로 변환하고, 변환된 교류 신호의 주파수를 조절할 수 있는 시스템으로 이를 구현하는 예로 하프 브릿지 인버터(half bridge inverter) 또는 풀 브릿지 인버터(full bridge inverter)가 있다. 그리고 무선전력전송 시스템은 직류를 교류로 변환하는 다양한 증폭기가 적용될 수 있고, 예로 A급, B급, AB급, C급, E 급 F급 증폭기가 있다. 또한 송신측 직류/교류 변환부 1200은 출력 신호의 주파수를 생성하는 오실레이터(ocillator)와 출력 신호를 증폭하는 파워 증폭부를 포함할 수 있다.The transmission side DC / AC conversion unit 1200 converts a DC signal output from the transmission side AC / DC conversion unit 1100 into an AC signal under the control of the transmission side communication and control unit 1500, and adjusts the frequency of the converted AC signal An example of this is a half bridge inverter or a full bridge inverter. In the wireless power transmission system, various amplifiers for converting direct current to alternating current can be applied. For example, class A, class B, class AB, class C, class E class F amplifier. The transmitting side DC / AC converting unit 1200 may include an oscillator for generating a frequency of an output signal and a power amplifier for amplifying an output signal.

교류/직류 변환부 1100 및 송신측 직류/교류 변환부 1200의 구성은 교류 전력 공급기로 대체할 수 있으며, 생략되거나 또 다른 구성으로 대체할 수도 있다.The configuration of the AC / DC converter 1100 and the transmission side DC / AC converter 1200 may be replaced with an AC power supply, and may be omitted or replaced with another configuration.

송신측 임피던스 매칭부 1300은 서로 다른 임피던스를 가진 지점에서 반사파를 최소화하여 신호의 흐름을 좋게 한다. 송신 장치 1000과 수신 장치 2000의 두 코일은 공간적으로 분리되어 있어 자기장의 누설이 많으므로 송신 장치 1000과 수신 장치 2000의 두 연결단 사이의 임피던스 차이를 보정하여 전력 전달 효율을 향상시킬 수 있다. 송신측 임피던스 매칭부 1300은 인덕터, 커패시터 그리고 저항 소자 중 적어도 하나로 구성될 수 있고, 통신 및 제어부 1500의 제어 하에 상기 인덕터의 인덕턴스와 커패시터의 커패시턴스 그리고 저항의 저항 값을 가변하여 임피던스 매칭을 위한 임피던스 값을 조정할 수 있다. 그리고 무선 전력 전송 시스템이 자기 유도 방식으로 전력을 전송하는 경우, 송신측 임피던스 매칭부 1300은 직렬 공진 구조 또는 병렬 공진 구조를 가질 수 있고, 송신 장치 1000과 수신 장치 2000 사이의 유도 결합 계수를 증가시켜 에너지 손실을 최소화 할 수 있다. 그리고 무선 전력 전송 시스템이 자기 공진 방식으로 전력을 전송하는 경우, 송신측 임피던스 매칭부 1300은 송신 장치 1000과 수신 장치 2000 간의 이격 거리가 변화되거나 금속성 이물질(FO; foreign object), 다수의 디바이스에 의한 상호 영향 등에 따라 코일의 특성의 변화로 에너지 전송 선로상의 매칭 임피던스 변화에 따른 임피던스 매칭의 실시간 보정을 가능하게 할 수 있고, 그 보정 방식으로써 커패시터를 이용한 멀티 매칭 방식, 멀티 안테나를 이용한 매칭 방식, 멀티 루프를 이용한 방식 등이 될 수 있다.The transmission-side impedance matching unit 1300 minimizes the reflected waves at points having different impedances to improve the signal flow. Since the two coils of the transmitting apparatus 1000 and the receiving apparatus 2000 are spatially separated and leakage of the magnetic field is large, the impedance difference between the two connecting ends of the transmitting apparatus 1000 and the receiving apparatus 2000 is corrected to improve the power transmission efficiency. The impedance matching unit 1300 may include at least one of an inductor, a capacitor, and a resistor. Under the control of the communication and control unit 1500, the inductance of the inductor, the capacitance of the capacitor, Can be adjusted. When the wireless power transmission system transmits power in a self-induction manner, the transmission-side impedance matching unit 1300 may have a series resonance structure or a parallel resonance structure, and increase the inductance coupling coefficient between the transmission apparatus 1000 and the reception apparatus 2000 Energy loss can be minimized. When the wireless power transmission system transmits power in a self-resonant manner, the transmission-side impedance matching unit 1300 may change the separation distance between the transmission device 1000 and the reception device 2000, or may change a foreign object (FO) It is possible to perform real-time correction of the impedance matching according to the change of the matching impedance on the energy transmission line due to the change of the characteristic of the coil due to mutual influences and the like. As the correction method, there can be used a multi-matching method using capacitors, A loop-based method, or the like.

송신측 코일 1400은 복수개의 코일 또는 단수개의 코일로 구현될 수 있고, 송신측 코일 1400이 복수개로 구비되는 경우 이들은 서로 이격되어 배치되거나 서로 중첩되어 배치될 수 있고, 이들이 중첩되어 배치되는 경우 중첩되는 면적은 자속 밀도의 편차를 고려하여 결정할 수 있다. 또한 송신측 코일 1400을 제작할 때 내부 저항 및 방사 저항을 고려하여 제작할 수 있고, 이 때 저항 성분이 작으면 품질 지수(quality factor)가 높아지고 전송 효율이 상승할 수 있다.The transmission coil 1400 may be implemented as a plurality of coils or a plurality of coils. If a plurality of transmission coils 1400 are provided, the transmission coils 1400 may be spaced apart from each other or may be overlapped with each other. The area can be determined in consideration of the deviation of the magnetic flux density. Further, when the transmission coil 1400 is manufactured, it can be manufactured in consideration of the internal resistance and radiation resistance. If the resistance component is small, the quality factor can be increased and the transmission efficiency can be increased.

통신 및 제어부 1500은 송신측 제어부 103과 송신측 통신부 105을 포함할 수 있다. 송신측 제어부 103은 무선 전력 수신 장치 2000의 전력 요구량, 현재 충전량, 수신 장치 2000의 정류기 출력단의 전압(Vrect), 복수 수신부의 각 충전 효율 그리고 무선 전력 방식중 적어도 하나 이상을 고려하여 송신측 교류/직류 변환부 1100의 출력 전압(또는 송신 코일에 흐르는 전류(Itx_coil)을 조절하는 역할을 할 수 있다. 그리고 최대 전력 전송 효율를 고려하여 송신측 직류/교류 변환부 1200을 구동하기 위한 주파수 및 스위칭 파형들을 생성하여 전송될 전력을 제어할 수 있다. 또한 수신 장치 2000의 저장부(미도시)로부터 독출한 제어에 요구되는 알고리즘, 프로그램 또는 어플리케이션을 이용하여 수신 장치 2000의 동작 전반을 제어할 수 있다. 한편 송신측 제어부 103은 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤유닛(micro controller unit; MCU) 또는 마이콤(micom)이라고 지칭될 수 있다. 송신측 통신부 105은 수신측 통신부 205과 통신을 수행할 수 있고, 통신 방식의 일 예로 블루투스, NFC, Zigbee 등의 근거리 통신 방식을 이용할 수 있다. 송신측 통신부 105과 수신측 통신부 205은 상호 간에 충전 상황 정보 및 충전 제어 명령 등의 송수신을 진행할 수 있다. 그리고 상기 충전 상황 정보는 무선 전력 수신 장치 2000의 개수, 배터리 잔량, 충전 횟수, 사용량, 배터리 용량, 배터리 비율 그리고 송신 장치 1000의 전송 전력량 등을 포함할 수 있다. 또한 송신측 통신부 105은 수신 장치 2000의 충전 기능을 제어하는 충전 기능 제어 신호를 송신할 수 있고, 상기 충전 기능 제어 신호는 무선 전력 수신 장치 2000을 제어하여 충전 기능을 인에이블(enabled) 또는 디스에이블(disabled)하게 하는 제어 신호일 수 있다.The communication and control unit 1500 may include a transmission-side control unit 103 and a transmission-side communication unit 105. Side controlling unit 103 controls the transmitting side AC / DC converter in consideration of at least one of the power demand of the wireless power receiving apparatus 2000, the present charging amount, the voltage Vrect of the rectifier output terminal of the receiving apparatus 2000, DC converter 1100 or the current (Itx_coil) flowing in the transmission coil of the transmission side DC / AC converter 1200. Considering the maximum power transmission efficiency, the frequency and switching waveforms for driving the transmission side DC / AC converter 1200 It is possible to control the overall operation of the receiving apparatus 2000 by using an algorithm, a program, or an application required for the control read from the storage unit (not shown) of the receiving apparatus 2000. Meanwhile, The transmitting-side control unit 103 may be a microprocessor, a microcontroller unit (MCU), or a micom The transmission side communication unit 105 can communicate with the reception side communication unit 205 and can use a short distance communication system such as Bluetooth, NFC, Zigbee, for example. The remaining capacity of the wireless power receiving apparatus 2000, the remaining capacity of the battery, the number of times of charging, the amount of usage, the battery capacity, the battery ratio, and the charging status information of the transmission apparatus 1000 The transmission side communication unit 105 may transmit a charging function control signal for controlling the charging function of the receiving apparatus 2000, and the charging function control signal may control the wireless power receiving apparatus 2000 to charge the charging function Which may be enabled or disabled.

이처럼, 송신측 통신부 105은 별도의 모듈로 구성되는 아웃-오브-밴드(out-of-band) 형식으로 통신될 수도 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 송신 장치 1000이 전송하는 전력 신호를 이용하여 수신 장치 2000이 송신 장치 1000에 전달하는 피드백 신호를 이용하고, 송신 장치 1000이 전송하는 전력 신호의 주파수 쉬프트(frequency shift)를 이용하여 송신 장치 1000이, 수신 장치 2000에 신호를 전송하는 인-밴드(in-band) 형식으로 통신을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 수신 장치 2000은 피드백 신호를 변조하여 충전 개시, 충전 종료, 배터리 상태 등의 정보를 피드백 신호를 통해 무선 전력 송신 장치 1000에 전달할 수도 있다. 또한 송신측 통신부 105은 송신측 제어부 103과 별도로 구성될 수 있고, 수신 장치 2000 또한 수신측 통신부 205이 수신 장치 2000의 제어부 203에 포함되거나 별도로 구성될 수 있다.As described above, the transmission-side communication unit 105 may be communicated in an out-of-band format including a separate module, but the present invention is not limited thereto, Band in which the transmitting apparatus 1000 transmits a signal to the receiving apparatus 2000 by using a feedback signal transmitted to the transmitting apparatus 1000 by using a frequency shift of the power signal transmitted from the transmitting apparatus 1000, -band) format. For example, the receiving apparatus 2000 may transmit a feedback signal to the wireless power transmission apparatus 1000 via a feedback signal by modulating a feedback signal to inform information such as charging start, charging end, and battery state. The transmitting-side communication unit 105 may be configured separately from the transmitting-side control unit 103, and the receiving-side communication unit 205 may be included in the control unit 203 of the receiving apparatus 2000 or separately.

또한 본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 전송 시스템의 무선 전력 송신 장치 1000은 검출부 1600을 추가로 구비할 수 있다. 검출부 1600은 송신측 교류/직류 변환부 1100의 입력 신호, 송신측 교류/직류 변환부 1100의 출력 신호, 송신측 직류/교류 변환부 1200의 입력 신호, 송신측 직류/교류 변환부 1200의 출력 신호, 송신측 임피던스 매칭부 1300의 입력 신호, 송신측 임피던스 매칭부 1300의 출력 신호, 송신측 코일 1400의 입력 신호 또는 송신측 코일 1400 상의 신호 중 적어도 하나를 검출할 수 있다. 일 예로, 상기 신호는 전류에 대한 정보, 전압에 대한 정보 또는 임피던스에 대한 정보 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 검출된 신호는 통신 및 제어부 1500으로 피드백되고 이를 기초로 상기 통신 및 제어부 1500은 송신측 교류/직류 변환부 1100, 송신측 직류/교류 변환부 1200, 송신측 임피던스 매칭부 1300을 제어할 수 있다. 또한 검출부 107의 검출 결과를 기초하여 상기 통신 및 제어부 1500은 FOD(foreign object detection)를 수행할 수 있다. 그리고 상기 검출되는 신호는 전압 및 전류 중 적어도 하나일 수 있다. 한편 검출부 1600은 통신 및 제어부 1500과 상이한 하드웨어로 구성되거나, 하나의 하드웨어로 구현될 수 있다.The wireless power transmission apparatus 1000 of the wireless power transmission system according to the embodiment of the present invention may further include a detection unit 1600. The detection unit 1600 includes an input signal of the transmission side AC / DC conversion unit 1100, an output signal of the transmission side AC / DC conversion unit 1100, an input signal of the transmission side DC / AC conversion unit 1200, an output signal of the transmission side DC / , The input signal of the transmission side impedance matching unit 1300, the output signal of the transmission side impedance matching unit 1300, the input signal of the transmission side coil 1400, or the signal on the transmission side coil 1400. For example, the signal may include at least one of information on a current, information on a voltage, or information on an impedance. The detected signal is fed back to the communication and control unit 1500, and the communication and control unit 1500 can control the transmitting side AC / DC converting unit 1100, the transmitting side DC / AC converting unit 1200, and the transmitting side impedance matching unit 1300. Also, the communication and control unit 1500 can perform FOD (foreign object detection) based on the detection result of the detection unit 107. [ And the detected signal may be at least one of a voltage and a current. Meanwhile, the detection unit 1600 may be configured by hardware different from the communication and control unit 1500, or may be implemented by one hardware.

도 4a 및 도 4b는 무선 전력 전송 시스템을 구성하는 서브 시스템 중 하나로 무선 전력 수신 장치를 나타낸 블록도이다.4A and 4B are block diagrams illustrating a wireless power receiving apparatus as one of subsystems constituting a wireless power transmission system.

본 발명의 실시 예에 따라, 무선 전력 수신 장치 2000은 무선 전력 수신기 또는 수신 장치 또는 수신기로 지칭될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the wireless power receiving apparatus 2000 may be referred to as a wireless power receiver or receiver or receiver.

도 4a를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 전송 시스템은 송신 장치 1000과 송신 장치 1000로부터 무선으로 전력을 전송 받는 수신 장치 2000을 포함할 수 있다. 수신 장치 2000은 송신 장치 1000으로부터 전송되는 교류 신호를 수신하는 수신측 공진 회로부 201, 수신측 공진 회로부 201로부터의 교류 전력을 전력 변환하여 직류 신호로 출력하는 수신측 전력 변환부 202와 수신측 전력 변환부 202로부터 출력되는 직류 신호를 수신하여 충전되는 부하 2500 그리고 상기 수신측 공진 회로부 201의 전류 전압을 센싱하거나, 수신측 공진 회로부 201의 임피던스 매칭을 수행하거나, 수신측 전력 변환부 202의 전력 변환을 제어하고, 수신측 전력 변환부 202의 출력 신호의 레벨을 조절하거나, 수신측 전력 변환부 202의 입력 또는 출력 전압이나 전류를 센싱하거나, 수신측 전력 변환부 202의 출력 신호의 부하 2500로의 공급 여부를 제어하거나, 송신 장치 1000와 통신할 수 있는 수신측 제어부 203을 포함할 수 있다. 그리고 수신측 전력 변환부 202는 교류신호를 직류로 변환하는 전력 변환부, 직류의 레벨을 가변하여 직류를 출력하는 전력 변환부, 직류를 교류로 변환하는 전력 변환부를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4A, a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention may include a transmitting apparatus 1000 and a receiving apparatus 2000 receiving power wirelessly from a transmitting apparatus 1000. The receiving apparatus 2000 includes a receiving-side resonant circuit section 201 for receiving the AC signal transmitted from the transmitting apparatus 1000, a receiving-side power converting section 202 for converting the AC power from the receiving-side resonant circuit section 201 into a DC signal, Side resonance circuit portion 201, impedance matching of the resonance circuit portion 201 of the reception side, or power conversion of the reception-side power conversion portion 202 is performed Controls the level of the output signal of the reception-side power conversion unit 202, or senses the input or output voltage or current of the reception-side power conversion unit 202 or determines whether or not the output signal of the reception-side power conversion unit 202 is supplied to the load 2500 And a receiving-side control unit 203 that can communicate with the transmitting apparatus 1000 or the like. The reception-side power conversion unit 202 may include a power conversion unit that converts an AC signal to DC, a power conversion unit that varies a level of DC to output a DC, and a power conversion unit that converts DC into AC.

도 4b를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 전송 시스템은 송신 장치 1000과 송신 장치 1000으로부터 무선으로 전력을 전송 받는 수신 장치 2000을 포함할 수 있다. 수신 장치 2000은 수신측 코일부 2100 및 수신측 임피던스 매칭부 2200으로 구성된 수신측 공진 회로부 201, 수신측 교류/직류 변환부 2300, 직류/직류 변환부 2400, 부하 2500 및 수신측 통신 및 제어부 2600, 지자기 센서 2600을 포함할 수 있다. 그리고 수신측 교류/직류 변환부 2300은 교류 신호를 직류 신호로 정류하는 정류부로 지칭할 수 있다. 본 발명의 다른 실시 예에 따라 수신 장치 2000은 수신측 임피던스 매칭부 2200을 포함하지 않을 수 있다.4B, the wireless power transmission system according to the embodiment of the present invention may include a transmitting apparatus 1000 and a receiving apparatus 2000 receiving power wirelessly from the transmitting apparatus 1000. [ Receiving apparatus 2000 includes a receiving-side resonant circuit unit 201, a receiving-side AC / DC converting unit 2300, a DC / DC converting unit 2400, a load 2500, and a receiving-side communication and control unit 2600, And may include a geomagnetic sensor 2600. The receiving-side AC / DC converter 2300 can be referred to as a rectifier for rectifying the AC signal into a DC signal. The receiving apparatus 2000 may not include the receiving-side impedance matching unit 2200 according to another embodiment of the present invention.

수신측 코일부 2100은 자기 유도 방식 또는 자기 공진 방식을 통해 전력을 수신할 수 있다. 이와 같이 전력 수신 방식에 따라서 유도 코일 또는 공진 코일 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.The receiving side coil part 2100 can receive power through a magnetic induction method or a self resonance method. As described above, at least one of the induction coil and the resonance coil may be included according to the power reception scheme.

일 실시예로, 수신측 코일부 2100은 근거리 통신(NFC: Near Field Communication)용 안테나와 함께 휴대단말에 배치될 수 있다. 그리고 수신측 코일부 2100은 송신측 코일부 1400와 동일할 수도 있고, 수신 안테나의 치수는 수신 장치 2000의 전기적 특성에 따라 달라질 수도 있다.In one embodiment, the receiving side coil part 2100 may be disposed in a portable terminal together with an antenna for Near Field Communication (NFC). The receiving side coil part 2100 may be the same as the transmitting side coil part 1400, and the dimensions of the receiving antenna may vary depending on the electrical characteristics of the receiving device 2000.

수신측 임피던스 매칭부 2200은 송신 장치 1000과 수신 장치 2000 사이의 임피던스 매칭을 수행한다.The reception-side impedance matching unit 2200 performs impedance matching between the transmission apparatus 1000 and the reception apparatus 2000.

수신측 교류/직류 변환부 2300은 수신측 코일부 2100으로부터 출력되는 교류 신호를 정류하여 직류 신호를 생성한다. 그리고 수신측 교류/직류 변환부 2300의 출력 전압은 정류 전압(Vrect)로 지칭할 수 있고, 수신측 통신 및 제어부 2600은 수신측 교류/직류 변환부 2300의 출력 전압을 검출하거나 변경할 수 있고, 수신측 교류/직류 변환부 2300의 출력 전압의 최소값인 최소 정류 전압(Vrect_min)(또는 최소 출력 전압(Vrect_min)으로 지칭), 최대값인 최대 정류 전압(Vrect_max)(또는 최대 출력 전압(Vrect_max)으로 지칭), 최소값과 최대값 사이의 값 중 어느 하나의 전압 값을 가지는 최적 정류 전압(Vrect_set)(또는 최적 출력 전압(Vrect_set)으로 지칭)에 대한 정보와 같은 상태 파라미터 정보를 송신 장치 1000에 전송할 수 있다.The receiving-side AC / DC converter 2300 rectifies the AC signal output from the receiving-side coil 2100 to generate a DC signal. The output-side voltage of the receiving-side AC / DC converter 2300 may be referred to as a rectified voltage Vrect. The receiving-side communication and control unit 2600 may detect or change the output voltage of the receiving-side AC / DC converter 2300, (Referred to as a minimum rectified voltage Vrect_min (or a minimum output voltage Vrect_min) which is the minimum value of the output voltage of the AC-DC converter 2300, a maximum rectified voltage Vrect_max ), And information on an optimum rectified voltage Vrect_set (referred to as an optimum output voltage Vrect_set) having any one of a voltage value between a minimum value and a maximum value, to the transmitting apparatus 1000 .

수신측 직류/직류 변환부 2400은 수신측 교류/직류 변환부 2300에서 출력되는 직류 신호의 레벨을 부하 2500의 용량에 맞게 조정할 수 있다.The receiving-side DC / DC converting section 2400 can adjust the level of the DC signal output from the receiving-side AC / DC converting section 2300 to the capacity of the load 2500.

부하 2500은 배터리, 디스플레이, 음성 출력 회로, 메인 프로세서, 배터리 관리부 그리고 각종 센서들을 포함할 수 있다. 그리고 부하 2500는 도 4a와 같이 적어도 배터리 2510 및 배터리 관리부 2520을 포함할 수 있다. 배터리 관리부 2520은 배터리 2510의 충전 상태를 감지하여 배터리 2510으로 인가되는 전압과 전류를 조절할 수 있다.The load 2500 can include a battery, a display, a voice output circuit, a main processor, a battery management unit, and various sensors. The load 2500 may include at least a battery 2510 and a battery management unit 2520 as shown in FIG. 4A. The battery management unit 2520 can sense the charged state of the battery 2510 and adjust the voltage and current applied to the battery 2510.

수신측 통신 및 제어부 2600은 송신측 통신 및 제어부 1500로부터 웨이크-업 전력에 의해 활성화 될 수 있고, 송신측 통신 및 제어부 1500와 통신을 수행하고, 수신 장치 2000의 서브 시스템의 동작을 제어할 수 있다.The receiving communication and control unit 2600 can be activated by the wake-up power from the transmitting communication and control unit 1500 and can communicate with the transmitting communication and control unit 1500 and control the operation of the receiving device 2000 subsystem .

수신 장치 2000은 단수 또는 복수개로 구성되어 송신 장치 1000으로부터 동시에 에너지를 무선으로 전달 받을 수 있다. 즉 자기 공진 방식의 무선 전력 전송 시스템에서는 하나의 송신 장치 1000로부터 복수의 수신 장치들이 전력을 공급받을 수 있다. 이때 송신 장치 1000의 송신측 임피던스 매칭부 1300은 복수개의 수신 장치들 사이의 임피던스 매칭을 적응적으로 수행할 수 있다. 이는 자기 유도 방식에서 서로 독립적인 수신측 코일부를 복수개 구비하는 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.The receiving apparatus 2000 may be constituted by a single or a plurality of receiving apparatuses and may be capable of wirelessly receiving energy from the transmitting apparatus 1000 at the same time. That is, in the wireless power transmission system of the self resonance type, a plurality of receiving apparatuses can receive power from one transmitting apparatus 1000. At this time, the transmission-side impedance matching unit 1300 of the transmission apparatus 1000 may adaptively perform impedance matching between a plurality of reception apparatuses. This can be equally applied to a case where a plurality of reception side coil portions independent from each other in the magnetic induction system are provided.

또한 수신 장치 2000이 복수개로 구성된 경우 전력 수신 방식이 동일한 시스템이거나, 서로 다른 종류의 시스템이 될 수 있다. 이 경우, 송신 장치 1000은 자기 유도 방식 또는 자기 공진 방식으로 전력을 전송하는 시스템이거나 양 방식을 혼용한 시스템일 수 있다.Also, when the receiving apparatus 2000 is composed of a plurality of receiving apparatuses, the power receiving systems may be the same system or different types of systems. In this case, the transmitting apparatus 1000 may be a system for transmitting power by a magnetic induction system or a self-resonance system, or a system for mixing both systems.

한편 무선 전력 전송 시스템의 신호의 크기와 주파수 관계를 살펴보면, 자기 유도 방식의 무선 전력 전송의 경우, 송신 장치 1000에서 송신측 교류/직류 변환부 1100은 수십 또는 수백 V대(예를 들어 110V~220V)의 수십 또는 수백 Hz 대(예를 들어 60Hz)의 교류 신호를 인가 받아 수V 내지 수십V, 수백V(예를 들어 10V~20V)의 직류 신호로 변환하여 출력할 수 있고, 송신측 직류/교류 변환부 1200은 직류 신호를 인가 받아 KHz대(예를 들어 125KHz)의 교류 신호를 출력할 수 있다. 그리고 수신 장치 2000의 수신측 교류/직류 변환부 2300은 KHz대(예를 들어 125KHz)의 교류 신호를 입력 받아 수V 내지 수십V, 수백V대(예를 들어 10V~20V)의 직류 신호로 변환하여 출력할 수 있고, 수신측 직류/직류 변환부 2400은 부하 2500에 적합한, 예를 들어 5V의 직류 신호를 출력하여 부하 2500에 전달할 수 있다. 그리고 자기 공진 방식의 무선 전력 전송의 경우, 송신 장치 1000에서 송신측 교류/직류 변환부 1100은 수십 또는 수백 V대(예를 들어 110V~220V)의 수십 또는 수백 Hz 대(예를 들어 60Hz)의 교류 신호를 인가 받아 수V 내지 수십V, 수백V(예를 들어 10V~20V)의 직류 신호로 변환하여 출력할 수 있고, 송신측 직류/교류 변환부 1200은 직류 신호를 인가받아 MHz대(예를 들어 6.78MHz)의 교류 신호를 출력할 수 있다. 그리고 수신 장치 2000의 수신측 교류/직류 변환부 2300은 MHz(예를 들어 6.78MHz)의 교류 신호를 입력 받아 수V 내지 수십V, 수백V (예를 들어 10V~20V)의 수신측 직류 신호로 변환하여 출력할 수 있고, 직류/직류 변환부 2400은 부하 2500에 적합한, 예를 들어 5V의 직류 신호를 출력하여 부하 2500에 전달할 수 있다.Meanwhile, in the case of the radio power transmission of the magnetic induction type, in the transmitting apparatus 1000, the transmitting side AC / DC converting unit 1100 converts the size and the frequency of the signal of the wireless power transmission system into several tens or hundreds of V (for example, 110V to 220V (For example, 60 Hz), and can convert and output a DC signal of several V to several tens V and several hundred V (for example, 10 V to 20 V) The AC converting unit 1200 may receive an AC signal and output an AC signal of KHz band (e.g., 125 KHz). The receiving AC / DC converter 2300 of the receiving apparatus 2000 receives the AC signal of KHz band (for example, 125KHz) and converts it into a DC signal of several V to several tens V, several hundred V (for example, 10V to 20V) And the receiving side DC / DC converting section 2400 can output a DC signal of, for example, 5V suitable for the load 2500 and transmit it to the load 2500. In the case of the wireless power transmission of the self-resonance type, the transmitting side AC / DC converting unit 1100 in the transmitting apparatus 1000 may transmit data of several tens or several hundreds Hz (for example, 60 Hz) AC converting unit 1200 can receive a DC signal and convert it into a DC signal of several V to several tens V and several hundred V (for example, 10 V to 20 V) 6.78MHz) can be output. The receiving AC / DC converter 2300 of the receiving apparatus 2000 receives the AC signal of MHz (for example, 6.78 MHz) and receives the receiving DC signal of several V to several tens V, several hundred V (for example, 10 V to 20 V) And the DC / DC converter 2400 can output a DC signal of, for example, 5V suitable for the load 2500 and transmit it to the load 2500.

도 5는 무선전력전송 시스템의 동작 흐름도로써, 무선 전력 송신 장치의 동작 상태를 중심으로 한 동작 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating an operation of the wireless power transmission system, and is a flowchart illustrating the operation of the wireless power transmission apparatus.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 송신부 1000은 적어도 1) 대기 상태, 2) 디지털 핑 상태, 3) 인증 상태, 4) 전력 전달 상태 및 5) 충전 종료 상태를 가질 수 있다.5, a transmitter 1000 according to an embodiment of the present invention may have at least 1) a standby state, 2) a digital ping state, 3) an authentication state, 4) a power delivery state, and 5) a charge end state.

[대기 상태(Standby)][Standby]

(1) 송신부 1000에 외부로부터 전원이 인가되어 송신부 1000이 시동되는 경우, 송신부 1000은 대기 상태가 될 수 있다. 대기 상태에 있는 송신부 1000은 충전 영역에 배치된 객체(object)(예를 들어 수신부 2000이나 금속성 이물질(FO))의 존재 여부를 검출할 수 있다.(1) When power is externally applied to the transmitting unit 1000 to start the transmitting unit 1000, the transmitting unit 1000 may be in a standby state. The transmitting unit 1000 in the standby state can detect the presence of an object (for example, the receiving unit 2000 or metallic foreign matter (FO)) disposed in the charging area.

(2) 송신부 1000이 충전 영역에 객체의 존재를 검출하는 방법으로는 자속의 변화, 객체와 송신부 1000 사이의 커패시턴스의 변화나 인덕턴스의 변화 또는 공진 주파수의 쉬프트를 모니터링 함으로써 객체를 검출할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.(2) As a method of detecting the existence of an object in the charging area, the transmission unit 1000 can detect the object by monitoring the change of the magnetic flux, the change in capacitance or inductance between the object and the transmission unit 1000, or the shift in resonance frequency. But is not limited thereto.

(3) 송신부 1000이 충전 영역 내의 수신부 2000인 객체를 검출하면 다음 단계인 디지털 핑 상태로 넘어갈 수 있다.(3) If the transmitter 1000 detects an object of the receiver 2000 in the charging area, it can proceed to the next digital ping state.

[디지털 핑 상태(Digital ping)][Digital ping]

(1) 디지털 핑 상태에서 송신부 1000은 충전 가능한 수신부 2000과 접속되고, 송신부 1000으로부터 제공되는 무선 전력으로 충전이 가능한 유효한 수신부 2000인지 확인한다. 그리고 송신부 1000은 충전 가능한 수신부 2000과 연결되기 위하여 기 설정된 주파수와 타이밍을 가진 디지털 핑을 생성하여 출력할 수 있다.(1) In the digital ping state, the transmission unit 1000 is connected to the chargeable reception unit 2000, and confirms that it is an effective reception unit 2000 that can be charged with radio power provided from the transmission unit 1000. The transmission unit 1000 can generate and output a digital ping having a predetermined frequency and timing to be connected to the chargeable reception unit 2000.

(2) 만약 디지털 핑을 위한 충분한 전력 신호를 수신부 2000으로 전달되면 수신부 2000은 통신 프로토콜에 따라 상기 전력 신호를 변조함으로써 상기 디지털 핑에 대해 응답할 수 있다. 그리고 만약 송신부 1000이 수신부 2000으로부터 유효한 신호를 수신하면 전력 신호를 제거하지 않은 상태로 인증 상태로 넘어갈 수 있다. 그리고 만약 수신부 2000으로부터 충전 종료(EOC) 요청이 수신되는 경우 송신부 1000은 충전 종료 상태로 넘어갈 수 있다.(2) If sufficient power signals for the digital ping are delivered to the receiver 2000, the receiver 2000 may respond to the digital ping by modulating the power signal according to a communication protocol. If the transmitting unit 1000 receives a valid signal from the receiving unit 2000, the receiving unit 2000 can proceed to the authentication state without removing the power signal. If an end-of-charge (EOC) request is received from the receiver 2000, the transmitter 1000 may proceed to a charge-terminated state.

(3) 또한 유효한 수신부 2000이 검출되지 않는 경우나 디지털 핑에 대한 객체의 응답 시간이 기 설정된 시간을 초과한 경우 송신부 1000은 전력 신호를 제거하여 대기 상태로 되돌아 갈 수 있다.(3) When the effective receiving unit 2000 is not detected or the response time of the object for the digital ping exceeds a preset time, the transmitting unit 1000 can return to the standby state by removing the power signal.

[인증 상태(Identification)][Identification]

(1) 송신부 1000의 디지털 핑에 따른 수신부 2000의 응답이 완료되면 송신부 1000은 송신부 1000의 인증 정보를 수신부 2000에 전송하여 송신부 1000 및 수신부 2000 상호간의 호환성을 확인할 수 있다. 그리고 호환성이 확인되면 수신부 2000은 인증 정보를 송신부 1000에 전송할 수 있다. 그리고 송신부 1000은 수신부 2000의 인증 정보를 확인할 수 있다.(1) When the response of the receiving unit 2000 according to the digital ping of the transmitting unit 1000 is completed, the transmitting unit 1000 can transmit the authentication information of the transmitting unit 1000 to the receiving unit 2000 so that compatibility between the transmitting unit 1000 and the receiving unit 2000 can be confirmed. If compatibility is confirmed, the receiving unit 2000 can transmit the authentication information to the transmitting unit 1000. The transmitting unit 1000 can confirm the authentication information of the receiving unit 2000.

(2) 송신부 1000은 상호간의 인증이 완료되면 전력 전송 상태로 넘어가고, 인증이 실패 하였거나, 기 설정된 인증 시간을 초과한 경우에는 대기 상태로 되돌아 갈 수 있다.(2) When the mutual authentication is completed, the transmitter 1000 proceeds to the power transmission state. If the authentication fails, or the authentication time exceeds the predetermined authentication time, the transmitter 1000 can return to the standby state.

[전력 전송 상태(Power Transfer)][Power Transfer State]

(1) 송신부 1000의 통신 및 제어부 1500은 수신부 2000으로부터 제공받은 제어 데이터를 기초하여 송신부 1000을 제어함으로써 수신부 2000에 충전 전력을 제공할 수 있다. (1) The communication and control unit 1500 of the transmission unit 1000 can provide charging power to the reception unit 2000 by controlling the transmission unit 1000 based on the control data provided from the reception unit 2000. [

(2) 나아가 송신부 1000은 적절한 동작 범위를 벗어나지 않았는지 또는 FOD에 따른 안정성이 문제되지 않는지 검증할 수 있다. (2) Further, the transmitter 1000 can verify that the proper operating range is not exceeded or that the stability according to the FOD is not problematic.

(3) 또한 송신부 1000은 수신부 2000으부터 충전 종료 요청 신호를 수신하거나, 기 설정된 한계 온도치를 초과하는 경우, 송신부 1000은 전력 전송을 중단할 수 있고 충전 종료 상태로 넘어갈 수 있다.(3) When the transmitter 1000 receives the charge completion signal from the receiver 2000 or exceeds the preset limit temperature, the transmitter 1000 can stop the power transmission and proceed to the charge completion state.

(4) 또한 전력을 전송하기 적당하지 않은 상황으로 변한 경우, 전력 신호는 제거되고 대기 상태로 되돌아 갈 수 있다. 그리고 수신부 2000이 제거된 후 다시 수신부 2000이 충전 영역에 들어오면 전술한 사이클이 다시 진행할 수 있다.(4) In the case of a situation where the power is not suitable for transmission, the power signal can be removed and returned to the standby state. If the receiving unit 2000 enters the charging area again after the receiving unit 2000 is removed, the above-described cycle can be performed again.

(5) 또한 수신부 2000의 부하 2500의 충전 상태에서 따라서 다시 인증 상태로 돌아가 부하 2500의 상태 정보를 기초로 조절된 충전 전력을 수신부 2000에 제공할 수 있다.(5) It is also possible to return to the authentication state in the charging state of the load 2500 of the receiving unit 2000, and to supply the adjusted charging power to the receiving unit 2000 based on the state information of the load 2500. [

[충전 종료 상태(End of Charge (EOC))[End of Charge (EOC))

(1) 송신부 1000은 수신부 2000으로부터 충전이 완료 되었다는 정보를 수신하거나, 수신부 2000이 기 설정된 온도 이상으로 상승했다는 정보를 수신하는 경우 충전 종료 상태로 넘어갈 수 있다.(1) The transmitting unit 1000 may receive information indicating that the charging is completed from the receiving unit 2000, or may go to the charging ending state when receiving information that the receiving unit 2000 has risen above a predetermined temperature.

(2) 송신부 1000이 수신부 2000으로부터 충전 완료 정보를 수신한 경우 송신부 1000은 전력 전송을 중단할 수 있고, 일정 시간 동안 대기할 수 있다. 그리고 일정 시간이 경과된 후 송신부 1000은 충전 영역에 배치된 수신부 2000과 연결되기 위하여 디지털 핑 상태로 진입할 수 있다.(2) When the transmitting unit 1000 receives the charging completion information from the receiving unit 2000, the transmitting unit 1000 can stop the power transmission and wait for a predetermined time. After a predetermined time has elapsed, the transmitting unit 1000 may enter the digital ping state to be connected to the receiving unit 2000 disposed in the charging area.

(3) 그리고 송신부 1000이 수신부 2000으로부터 기 설정된 온도를 초과했다는 정보를 수신한 경우, 일정 시간 동안 대기할 수 있다. 그리고 일정 시간 경과 후 송신부 1000은 충전 영역에 배치된 수신부 2000과 접속되기 위하여 디지털 핑 상태로 진입 할 수 있다.(3) If the transmitter 1000 receives information indicating that the preset temperature has been exceeded from the receiver 2000, it can wait for a certain period of time. After a lapse of a predetermined time, the transmitting unit 1000 may enter the digital ping state to be connected to the receiving unit 2000 disposed in the charging area.

(4) 또한 송신부 1000은 일정 시간 동안 충전 영역에서 수신부 2000이 제거되었는지 모니터링 할 수 있고, 수신부 2000이 충전 영역으로부터 제거되면 대기 상태로 되돌아 갈 수 있다.(4) The transmitter 1000 can monitor whether the receiver 2000 is removed from the charging area for a predetermined time, and can return to the standby state when the receiver 2000 is removed from the charging area.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 송신기 또는 무선 전력 수신기를 도시한다.6 illustrates a wireless power transmitter or a wireless power receiver according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 송신기 1000 또는 무선 전력 수신기 2000은 본체가 금속을 포함할 수 있다. 본체를 금속으로 형성하는 경우, 내구성이 강하고 심미적으로 사용자의 만족을 주고 있어, 무선 전력 송신기 1000 또는 무선 전력 수신기 2000에도 채택이 요구되고 있는 실정이다. 그러나, 금속 소재는 무선 충전 신호의 간섭을 일으켜, 무선 전력 송신기 1000 또는 무선 전력 수신기 2000에 채택이 제한되고 있다.A wireless power transmitter 1000 or a wireless power receiver 2000 according to an embodiment of the present invention may include a metal body. When the body is formed of metal, durability is strong and aesthetically satisfactory to the user, and the wireless power transmitter 1000 or the wireless power receiver 2000 is required to be adopted. However, the metal material causes interference of the wireless charging signal, and its adoption in the wireless power transmitter 1000 or the wireless power receiver 2000 is limited.

도 6의 (a)를 참고하면, 무선 전력 송신기 1000은 무선 전력 송신기 1000의 본체의 측면을 둘러싸는 송신 코일 1400을 포함할 수 있다. 또는 무선 전력 수신기 2000은 무선 전력 수신기 2000의 본체의 측면을 둘러싸는 수신 코일 2100을 포함할 수 있다.6 (a), the wireless power transmitter 1000 may include a transmit coil 1400 that surrounds the side of the body of the wireless power transmitter 1000. Or the wireless power receiver 2000 may include a receive coil 2100 surrounding the side of the body of the wireless power receiver 2000. [

도 6의 (b)는 무선 전력 송신기 1000 또는 무선 전력 수신기 2000의 단면도이다. 도 6의 (c)는 무선 전력 송신기 1000 또는 무선 전력 수신기 2000의 측면도이다.6 (b) is a cross-sectional view of a wireless power transmitter 1000 or a wireless power receiver 2000. As shown in FIG. FIG. 6C is a side view of the wireless power transmitter 1000 or the wireless power receiver 2000. FIG.

본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 송신기 1000의 본체는 전력원으로부터 수신한 교류 전류를 정류하는 교류-직류 정류기 1110, 정류된 직류 전류를 변환하는 직류-직류 변환기 1120, 상기 변환된 직류 전류를 교류 전류로 변화하는 직류-교류 변환기 1200을 포함할 수 있다. 송신 코일 1400은 상기 직류-교류 변환기로부터 변환된 교류 전류를 무선 전력 수신기 2000으로 송신할 수 있다. 교류-직류 정류기 1110, 직류-직류 변환기 1120, 직류-교류 변환기 1200 등의 회로는 상기 본체의 측면 내부를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 송신 코일 1400은 상기 본체의 측면의 외부를 둘러싸도록 배치될 수 있다.The main body of the wireless power transmitter 1000 according to the embodiment of the present invention includes an AC-DC rectifier 1110 for rectifying an AC current received from a power source, a DC-DC converter 1120 for converting a rectified DC current, Current converter 1200 that varies with current. Transmit coil 1400 may transmit the converted AC current from the DC-to-AC converter to wireless power receiver 2000. The AC-DC rectifier 1110, the DC-DC converter 1120, and the DC-AC converter 1200 may be arranged so as to surround the inside of the side surface of the main body. The transmission coil 1400 may be arranged to surround the outside of the side surface of the main body.

본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 수신기의 본체는 무선 전력 송신기 1000으로부터 수신한 교류 전류를 정류하는 교류-직류 정류기, 상기 정류된 직류 전류를 변환하는 직류-직류 변환기, 상기 변환된 직류 전류로 충전되는 부하를 포함할 수 있다. 상기 교류-직류 정류기, 직류-직류 변환기 및 부하는 상기 본체의 측면 내부를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 수신 코일 2100은 상기 본체의 측면의 외부를 둘러싸도록 배치될 수 수 있다.The main body of the wireless power receiver according to the embodiment of the present invention includes an AC-DC rectifier for rectifying an AC current received from the wireless power transmitter 1000, a DC-DC converter for converting the rectified DC current, Lt; / RTI > load. The AC-DC rectifier, the DC-DC converter, and the load may be disposed so as to surround the inside of the side surface of the main body. And the receiving coil 2100 may be disposed so as to surround the outside of the side surface of the main body.

본 발명의 실시 예에 따라 송신 코일 1400은 송신 코일 1400 간에 미리 정해진 간격만큼 이격되도록 무선 전력 송신기 1000의 본체를 둘러싸도록 배치될 수 수 있다. 또한, 수신 코일 2100은 수신 코일 2100 간에 미리 정해진 간격만큼 이격되도록 무선 전력 수신기 2000의 본체를 둘러싸도록 배치될 수 있다.In accordance with an embodiment of the present invention, the transmit coil 1400 may be disposed to surround the body of the wireless power transmitter 1000 such that the transmit coil 1400 is spaced a predetermined distance between the transmit coils 1400. Furthermore, the receiving coil 2100 may be arranged to surround the body of the wireless power receiver 2000 so as to be spaced apart from the receiving coils 2100 by a predetermined interval.

실시예에 따른 무선 전력 송신기 또는 무선 전력 수신기에서, 송신 코일 1400 및 수신 코일 2100은 금속 본체와 단락되지 않도록 절연 물질 또는 차폐 물질로 코팅될 수 있다.In a wireless power transmitter or a wireless power receiver according to an embodiment, the transmission coil 1400 and the reception coil 2100 may be coated with an insulating material or a shielding material so as not to be short-circuited with the metal body.

실시예에 따른 무선 전력 송신기 또는 무선 전력 수신기는 금속 본체를 사용한 경우에도 무선 충전 기능을 구현할 수 있는 효과가 있다.The wireless power transmitter or the wireless power receiver according to the embodiment has the effect of realizing the wireless charging function even when the metal body is used.

실시예에 따른 무선 전력 송신기 또는 무선 전력 수신기는 본체 내측면에 각종 회로를 배치할 수 있어, 직접화 및 공간 활용을 극대화할 수 있다. 또한, 외부와 노출된 금속 소재의 본체에 직접 배치하여, 방열 효과를 극대화할 수 있다.The wireless power transmitter or the wireless power receiver according to the embodiments can arrange various circuits on the inner side of the main body, thereby maximizing direct application and space utilization. Further, it is possible to maximize the heat radiating effect by being directly disposed on the body of the metal material exposed to the outside.

또한, 실시예에 따른 무선 전력 송신기 또는 무선 전력 수신기는 금속 소재의 본체를 형성한 경우에도 무선 전력 기능 구현함과 동시에, 기존 본체 내부에 송신 코일 또는 수신 코일을 형성하였을 때보다, 충전 영역이 넓어 질 수 있다. 특히, 무선 충전 수신 기능을 구비한 모바일 기기의 경우, 최근 화면이 대형화되고 있는 추세에 따라, 위와 같은 효과가 극대화될 수 있다.In addition, the wireless power transmitter or the wireless power receiver according to the embodiment realizes a wireless power function even when a main body of a metal material is formed, and at the same time, the charging area is wider than when the transmitting coil or the receiving coil is formed inside the main body Can be. Particularly, in the case of a mobile device having a wireless charging and receiving function, the above-mentioned effect can be maximized in accordance with the tendency of a recent screen becoming larger.

또한, 실시예에 따른 무선 전력 송신기 또는 무선 전력 수신기는 금속 소재의 본체를 형성한 경우에도 무선 전력 기능 구현함과 동시에, 기존 본체 내부에 송신 코일 또는 수신 코일을 형성하였을 때보다, 코일의 길이를 길게 설계할 수 있어, 충전 효율을 높일 수 있다. 특히, 무선 충전 수신 기능을 구비한 모바일 기기의 경우, 최근 화면이 대형화되고 있는 추세에 따라, 위와 같은 효과가 극대화될 수 있다.In addition, the wireless power transmitter or the wireless power receiver according to the embodiment realizes a wireless power function even when the body of a metal material is formed, and at the same time, the length of the coil So that the charging efficiency can be improved. Particularly, in the case of a mobile device having a wireless charging and receiving function, the above-mentioned effect can be maximized in accordance with the tendency of a recent screen becoming larger.

도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 전력 송신기 또는 무선 전력 수신기의 단면도이다.7 is a cross-sectional view of a wireless power transmitter or a wireless power receiver in accordance with another embodiment of the present invention.

도 7의 (a)를 참고하면, 무선 전력 송신기 1000은 무선 전력 송신기 1000의 본체의 측면을 둘러싸는 송신 코일 1400을 포함할 수 있다. 송신 코일 1400은 무선 전력 송신기 1000의 본체의 측면을 코일 간의 이격 없이 둘러싸도록 배치될 수 수 있다.7A, the wireless power transmitter 1000 may include a transmit coil 1400 that surrounds the side of the body of the wireless power transmitter 1000. The transmission coil 1400 can be arranged so as to surround the side surface of the body of the wireless power transmitter 1000 without a gap between the coils.

또한, 무선 전력 수신기 2000은 무선 전력 수신기 2000의 본체의 측면을 둘러싸는 수신 코일 2100을 포함할 수 있다. 수신 코일 2100은 무선 전력 수신기 2000의 본체의 측면을 코일 간의 이격 없이 둘러싸도록 배치될 수 있다.The wireless power receiver 2000 may also include a receive coil 2100 surrounding the side of the body of the wireless power receiver 2000. The receiving coil 2100 can be arranged so as to surround the side surface of the body of the wireless power receiver 2000 without spaces between the coils.

도 7의 (b)를 참고하면, 송신 코일 1400은 무선 전력 송신기 1000의 본체의 측면을 미리 정해진 간격만큼 코일 간에 이격되도록 둘러싸도록 배치될 수 있다. 실시 예에 따른 무선 전력 송신기 1000은 코일 간격을 조정하여 무선 전력 전송 조건을 최적화할 수 있다. 이때, 송신 코일 1400의 이격된 간격에는 절연체 또는 차폐재가 배치될 수 있다. 실시예에 따른 무선 전력 송신기 1000은 측면의 송신 코일 1400 사이에 차폐재 또는 절연체가 배치되어, 전자기 간섭 효과 최소화 및 내구성 향상의 효과를 가질 수 있다.Referring to FIG. 7 (b), the transmission coil 1400 may be disposed so as to surround the side of the main body of the wireless power transmitter 1000 so as to be spaced apart from each other by predetermined intervals. The wireless power transmitter 1000 according to the embodiment can adjust the coil interval to optimize the wireless power transmission conditions. At this time, an insulator or a shielding material may be disposed at a spaced distance of the transmission coil 1400. The wireless power transmitter 1000 according to the embodiment may have a shielding material or an insulator disposed between the side transmission coils 1400 so as to minimize the electromagnetic interference effect and improve the durability.

또한, 수신 코일 2100은 무선 전력 수신기 2100의 본체의 측면을 미리 정해진 간격만큼 코일 간에 이격되도록 둘러싸도록 배치될 수 있다. 실시예에 따른 무선 전력 송신기 1000은 코일 간격을 조정하여 무선 전력 전송 조건을 최적화할 수 있다. 이때, 수신 코일 2100의 이격된 간격에는 절연체 또는 차폐재가 배치될 수 있다. 실시예에 따른 무선 전력 수신기 2000은 측면의 수신 코일 2100 사이에 차폐재 또는 절연체가 배치되어, 전자기 간섭 효과 최소화 및 내구성 향상의 효과를 가질 수 있다.In addition, the receiving coil 2100 may be arranged to surround the side surface of the body of the wireless power receiver 2100 so as to be spaced apart from each other by a predetermined interval. The wireless power transmitter 1000 according to the embodiment can adjust the coil interval to optimize the wireless power transmission conditions. At this time, an insulator or a shielding material may be disposed at a spaced distance between the receiving coils 2100. The wireless power receiver 2000 according to the embodiment may have a shielding material or an insulator disposed between the side receiving coils 2100 so as to minimize the electromagnetic interference effect and improve the durability.

도 7의 (c)를 참고하면, 송신 코일 1400은 무선 전력 송신기 1000의 본체의 측면을 미리 정해진 간격만큼 코일 간에 이격되도록 둘러싸도록 배치될 수 수 있다. 이때, 무선 전력 송신기 1000의 본체의 측면은 상기 이격된 간격만큼의 빈 공간의 이격부 701을 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 무선 전력 송신기 1000의 본체의 측면은 송신 코일 1400으로 구성될 수 있다. 이때, 무선 전력 송신기 1000은 이격부 701을 통해 무선 전력 송신기 1000의 본체의 내부로 공기를 순환시킬 수 있다. 무선 전력 송신기 1000은 상기 공기를 통해 본체 내부의 열을 발산시킬 수 있다.Referring to FIG. 7C, the transmission coil 1400 may be arranged to surround the side surface of the body of the wireless power transmitter 1000 so as to be spaced apart from each other by a predetermined distance. At this time, the sides of the main body of the wireless power transmitter 1000 may include spaced apart portions 701 of the spaced-apart spaces. According to another embodiment of the present invention, the side of the body of the wireless power transmitter 1000 may be comprised of a transmit coil 1400. At this time, the wireless power transmitter 1000 can circulate air to the inside of the main body of the wireless power transmitter 1000 through the spacing portion 701. The wireless power transmitter 1000 can dissipate heat inside the body through the air.

또한, 수신 코일 2100은 무선 전력 수신기 2000의 본체의 측면을 미리 정해진 간격만큼 코일 간에 이격되도록 둘러싸도록 배치될 수 수 있다. 이때, 무선 전력 수신기 2000의 본체의 측면은 상기 이격된 간격만큼의 빈 공간 701을 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 무선 전력 수신기 2000의 본체의 측면은 수신 코일 2100으로 구성될 수 있다. 이때, 무선 전력 수신기 2000은 빈 공간 701을 통해 무선 전력 수신기 2000의 본체의 내부로 공기를 순환시킬 수 있다. 무선 전력 수신기 2000은 상기 공기를 통해 본체 내부의 열을 발산시킬 수 있다.Further, the receiving coil 2100 may be arranged to surround the side surface of the body of the wireless power receiver 2000 so as to be spaced apart from each other by a predetermined interval. At this time, the sides of the main body of the wireless power receiver 2000 may include the empty spaces 701 at the spaced intervals. According to another embodiment of the present invention, the side of the body of the wireless power receiver 2000 may comprise a receive coil 2100. At this time, the wireless power receiver 2000 can circulate air into the body of the wireless power receiver 2000 through the empty space 701. The wireless power receiver 2000 may radiate heat inside the body through the air.

도 7의 (d)를 참고하면, 무선 전력 송신기 1000의 본체의 측면은 송신 코일 1400으로 구성될 수 있다. 즉, 무선 전력 송신기 1000의 본체는 별도의 측면 커버 없이, 송신 코일 1400으로 본체의 측면을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 7 (d), the side of the body of the wireless power transmitter 1000 may be composed of a transmitting coil 1400. That is, the main body of the wireless power transmitter 1000 can form the side surface of the main body with the transmission coil 1400 without a separate side cover.

또한, 무선 전력 수신기 2000의 본체의 측면은 수신 코일 2100으로 구성될 수 있다. 즉, 무선 전력 수신기 2000의 본체는 별도의 측면 커버 없이, 수신 코일 2100으로 본체의 측면을 형성할 수 있다.In addition, the side of the body of the wireless power receiver 2000 may comprise a receive coil 2100. That is, the body of the wireless power receiver 2000 can form the side of the body with the receiving coil 2100 without a separate side cover.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선 전력 송신기 또는 무선 전력 수신기의 단면도이다.8 is a cross-sectional view of a wireless power transmitter or wireless power receiver in accordance with another embodiment of the present invention.

도 8의 (a)를 참고하면, 무선 전력 송신기 1000의 송신 코일 1400은 유도 코일 및 공진 코일을 포함할 수 있다. 이때, 상기 유도 코일은 무선 전력 송신기 1000의 본체 측면의 외부 또는 내부를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 상기 공진 코일은 무선 전력 송신기 1000의 본체의 측면의 내부 또는 외부를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 무선 전력 송신기 1000의 본체의 측면은 별도의 커버 없이, 상기 유도 코일 및 상기 공진 코일로 구성될 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 무선 전력 송신기 1000의 본체의 측면은 금속이 아닌 다른 소재로 구성될 수 있다.Referring to Figure 8 (a), the transmit coil 1400 of the wireless power transmitter 1000 may include an inductive coil and a resonant coil. At this time, the induction coil may be arranged to surround the outside or inside of the body side of the wireless power transmitter 1000. The resonant coil may be disposed to surround the inside or the outside of the side surface of the body of the wireless power transmitter 1000. According to another embodiment of the present invention, the side surface of the body of the wireless power transmitter 1000 may be constituted by the induction coil and the resonance coil without a separate cover. According to another embodiment of the present invention, the side surface of the main body of the wireless power transmitter 1000 may be made of a material other than metal.

또한, 무선 전력 수신기 2000의 수신 코일 2100은 유도 코일 및 공진 코일을 포함할 수 있다. 이때, 상기 유도 코일은 무선 전력 수신기 2000의 본체 측면의 외부 또는 내부를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 상기 공진 코일은 무선 전력 수신기 2000의 본체의 측면의 내부 또는 외부를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 무선 전력 수신기 2000의 본체의 측면은 별도의 커버 없이, 상기 유도 코일 및 상기 공진 코일로 구성될 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 무선 전력 송신기 1000의 본체의 측면은 금속이 아닌 다른 소재로 구성될 수 있다.The receiving coil 2100 of the wireless power receiver 2000 may also include an inductive coil and a resonant coil. At this time, the induction coil may be arranged to surround the outside or the inside of the body side of the wireless power receiver 2000. The resonant coil may be arranged to surround the inside or the outside of the side of the body of the wireless power receiver 2000. According to another embodiment of the present invention, the side surface of the body of the wireless power receiver 2000 may be composed of the induction coil and the resonance coil without a separate cover. According to another embodiment of the present invention, the side surface of the main body of the wireless power transmitter 1000 may be made of a material other than metal.

도 8의 (b)를 참고하면, 상기 유도 코일은 무선 전력 송신기 1000의 본체의 측면의 내부 또는 외부를 코일 간 미리 정해진 간격만큼 이격되어 둘러싸도록 배치될 수 있다. 또한, 상기 공진 코일은 무선 전력 송신기 1000의 본체의 측면의 내부 또는 외부를 코일 간 미리 정해진 간격만큼 이격되어 둘러싸도록 배치될 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 무선 전력 송신기 1000의 본체의 측면은 금속이 아닌 다른 소재로 구성될 수 있다.8 (b), the induction coil may be disposed so as to surround the inside or the outside of the side surface of the body of the wireless power transmitter 1000 by a predetermined distance between the coils. In addition, the resonance coil may be disposed so as to surround the inside or the outside of the side surface of the body of the wireless power transmitter 1000 by a predetermined distance between the coils. According to another embodiment of the present invention, the side surface of the main body of the wireless power transmitter 1000 may be made of a material other than metal.

또한, 상기 유도 코일은 무선 전력 수신기 2000의 본체의 측면의 내부 또는 외부를 코일 간 미리 정해진 간격만큼 이격되도록 둘러싸도록 배치될 수 있다. 또한, 상기 공진 코일은 무선 전력 수신기 2000의 본체의 측면의 내부 또는 외부를 코일 간 미리 정해진 간격만큼 이격되어 둘러싸도록 배치될 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라, 상기 이격된 간격에는 차폐제 또는 절연체가 배치될 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 무선 전력 송신기 1000의 본체의 측면은 금속이 아닌 다른 소재로 구성될 수 있다.The induction coil may be disposed so as to surround the inside or outside of the side surface of the body of the wireless power receiver 2000 so as to be spaced apart from each other by a predetermined distance between the coils. In addition, the resonance coil may be arranged to surround the inside or the outside of the side surface of the body of the wireless power receiver 2000 by a predetermined distance between the coils. According to another embodiment of the present invention, a shielding material or an insulator may be disposed at the spaced apart intervals. According to another embodiment of the present invention, the side surface of the main body of the wireless power transmitter 1000 may be made of a material other than metal.

도 8의 (c)를 참고하면, 상기 유도 코일은 무선 전력 송신기 1000의 본체의 측면의 내부 또는 외부를 코일 간 미리 정해진 간격만큼 이격되어 둘러싸도록 배치될 수 있다. 또한, 상기 공진 코일은 무선 전력 송신기 1000의 본체의 측면의 내부 또는 외부를 코일 간 미리 정해진 간격만큼 이격되어 둘러싸도록 배치될 수 있다. 이때, 무선 전력 송신기 1000은 상기 유도 코일 및 상기 공진 코일이 이격된 간격만큼의 빈 공간인 이격부 801을 포함할 수 있다. 무선 전력 송신기 1000은 이격부 801을 통해 공기를 유입시킬 수 있다. 무선 전력 송신기 1000은 상기 공기를 통해 무선 전력 송신기 1000의 내부의 열을 방출시킬 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 무선 전력 송신기 1000의 본체의 측면은 금속이 아닌 다른 소재로 구성될 수 있다.8C, the induction coil may be disposed so as to surround the inside or the outside of the side surface of the main body of the wireless power transmitter 1000 by a predetermined distance between the coils. In addition, the resonance coil may be disposed so as to surround the inside or the outside of the side surface of the body of the wireless power transmitter 1000 by a predetermined distance between the coils. At this time, the wireless power transmitter 1000 may include a spacing portion 801 which is an empty space of the interval between the induction coil and the resonance coil. The wireless power transmitter 1000 can introduce air through the spacing portion 801. [ The wireless power transmitter 1000 may emit heat inside the wireless power transmitter 1000 through the air. According to another embodiment of the present invention, the side surface of the main body of the wireless power transmitter 1000 may be made of a material other than metal.

또한, 상기 유도 코일은 무선 전력 수신기 2000의 본체의 측면의 내부 또는 외부를 코일 간 미리 정해진 간격만큼 이격되어 둘러싸도록 배치될 수 있다. 또한, 상기 공진 코일은 무선 전력 수신기 2000의 본체의 측면의 내부 또는 외부를 코일 간 미리 정해진 간격만큼 이격되어 둘러싸도록 배치될 수 있다. 이때, 무선 전력 수신기 2000은 상기 유도 코일 및 상기 공진 코일이 이격된 간격만큼의 빈 공간의 이격부 801을 포함할 수 있다. 무선 전력 수신기 2000은 이격부 801을 통해 공기를 유입시킬 수 있다. 무선 전력 수신기 2000은 상기 공기를 통해 무선 전력 수신기 2000의 내부의 열을 방출시킬 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 무선 전력 수신기 2000의 본체의 측면은 금속이 아닌 다른 소재로 구성될 수 있다.The induction coil may be disposed so as to surround the inside or the outside of the side surface of the body of the wireless power receiver 2000 by a predetermined distance between the coils. In addition, the resonance coil may be arranged to surround the inside or the outside of the side surface of the body of the wireless power receiver 2000 by a predetermined distance between the coils. At this time, the wireless power receiver 2000 may include a spaced apart portion 801 of the spaced distance between the induction coil and the resonance coil. The wireless power receiver 2000 may introduce air through the spacing 801. [ The wireless power receiver 2000 may emit heat inside the wireless power receiver 2000 through the air. According to another embodiment of the present invention, the side surface of the main body of the wireless power receiver 2000 may be made of a material other than metal.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 단면도이다.9 is a cross-sectional view of a wireless power transmitter and a wireless power receiver in accordance with another embodiment of the present invention.

도 9의 (a)를 참고하면, 무선 전력 송신기 1000의 송신 코일 1400은 유도 코일 및 공진 코일을 포함할 수 있다. 상기 유도 코일 및 상기 공진 코일은 상호 중첩되지 않도록 무선 전력 송신기 1000의 본체의 측면을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 유도 코일은 무선 전력 송신기 1000의 본체의 측면을 상기 유도 코일 간 미리 정해진 간격만큼 이격되어 둘러싸도록 배치될 수 있다. 이때, 상기 공진 코일은 상기 유도 코일 간 이격된 부분을 둘러싸도록 배치될 수 있다.9 (a), the transmit coil 1400 of the wireless power transmitter 1000 may include an inductive coil and a resonant coil. The induction coil and the resonance coil may be arranged to surround the side surface of the body of the wireless power transmitter 1000 so as not to overlap with each other. For example, the induction coil may be disposed so as to surround the side surface of the body of the wireless power transmitter 1000 at a predetermined distance between the induction coils. At this time, the resonance coil may be disposed so as to surround a part spaced apart from the induction coil.

또한, 무선 전력 수신기 2000의 수신 코일 2100은 유도 코일 및 공진 코일을 포함할 수 있다. 상기 유도 코일 및 상기 공진 코일은 상호 중첩되지 않도록 무선 전력 수신기 2000의 본체의 측면을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 유도 코일은 무선 전력 수신기 2000의 본체의 측면을 상기 유도 코일 간 미리 정해진 간격만큼 이격되어 둘러싸도록 배치될 수 있다. 이때, 상기 공진 코일은 상기 유도 코일 간 이격된 부분을 둘러싸도록 배치될 수 있다.The receiving coil 2100 of the wireless power receiver 2000 may also include an inductive coil and a resonant coil. The induction coil and the resonance coil may be arranged to surround the side surface of the body of the wireless power receiver 2000 so as not to overlap with each other. For example, the induction coil may be arranged to surround the side surface of the body of the wireless power receiver 2000 at a predetermined distance between the induction coils. At this time, the resonance coil may be disposed so as to surround a part spaced apart from the induction coil.

도 9의 (b)를 참고하면, 상기 유도 코일은 무선 전력 송신기 1000의 본체의 측면의 일부를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 이때, 상기 공진 코일은 상기 본체의 측면의 다른 일부를 둘러싸도록 배치될 수 있다.Referring to FIG. 9 (b), the induction coil may be arranged to surround a part of the side surface of the body of the wireless power transmitter 1000. At this time, the resonance coil may be arranged to surround another part of the side surface of the main body.

또한, 상기 유도 코일은 무선 전력 수신기 2000의 본체의 측면의 일부를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 이때, 상기 공진 코일은 상기 본체의 측면의 다른 일부를 둘러싸도록 배치될 수 있다.In addition, the induction coil may be arranged to surround a part of the side surface of the main body of the wireless power receiver 2000. At this time, the resonance coil may be arranged to surround another part of the side surface of the main body.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선 전력 송신기 또는 무선 전력 수신기의 단면도이다.10 is a cross-sectional view of a wireless power transmitter or wireless power receiver in accordance with another embodiment of the present invention.

도 10을 참고하면, 무선 전력 송신기 1000은 무선 전력 송신기 1000의 본체 외부의 측면을 둘러싸는 송신 코일 1400을 포함할 수 있다. 무선 전력 송신기 1000은 상기 본체 내부의 측면을 둘러싸는 차폐층을 포함할 수 있다. 무선 전력 송신기 1000은 상기 차폐층의 내부에 회로부를 포함할 수 있다. 상기 회로부는 교류-직류 정류기 1110, 직류-직류 변환기 1120, 직류-교류 변환기 1200를 포함할 수 있다.10, the wireless power transmitter 1000 may include a transmit coil 1400 surrounding a side of the wireless power transmitter 1000 outside the body. The wireless power transmitter 1000 may include a shielding layer surrounding the sides of the body. The wireless power transmitter 1000 may include circuitry within the shielding layer. The circuit unit may include an AC-DC rectifier 1110, a DC-DC converter 1120, and a DC-AC converter 1200.

또한, 무선 전력 수신기 2000은 무선 전력 수신기 2000의 본체 외부의 측면을 둘러싸는 수신 코일 2100을 포함할 수 있다. 무선 전력 수신기 2000은 상기 본체 내부의 측면을 둘러싸는 차폐층을 포함할 수 있다. 무선 전력 수신기 2000은 상기 차폐층의 내부에 회로부를 포함할 수 있다. 상기 회로부는 교류-직류 변환기 2300, 직류-직류 변환기 2400, 부하 2500을 포함할 수 있다.The wireless power receiver 2000 may also include a receive coil 2100 that surrounds the outside of the body of the wireless power receiver 2000. The wireless power receiver 2000 may include a shielding layer surrounding the sides of the body. The wireless power receiver 2000 may include circuitry within the shielding layer. The circuit unit may include an AC-DC converter 2300, a DC-DC converter 2400, and a load 2500.

일 실시예에 따른 무선 전력 송신기 또는 무선 전력 수신기는 금속 소재의 본체를 형성한 경우에도 무선 전력 기능 구현이 가능하다.A wireless power transmitter or a wireless power receiver according to an exemplary embodiment may implement a wireless power function even when a body of a metal material is formed.

또한, 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기 또는 무선 전력 수신기는 금속 소재의 본체를 형성한 경우에도 무선 전력 기능 구현함과 동시에, 내구성이 향상된 효과를 가질 수 있다.In addition, the wireless power transmitter or the wireless power receiver according to the embodiment can realize the wireless power function even when the main body of the metal material is formed, and at the same time, the durability can be improved.

또한, 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기 또는 무선 전력 수신기는 금속 소재의 본체를 형성한 경우에도 무선 전력 기능 구현함과 동시에, 방열 특성이 향상된 효과를 가질 수 있다.In addition, the wireless power transmitter or the wireless power receiver according to the embodiment can realize a wireless power function even when the body of a metal material is formed, and at the same time, the heat dissipation characteristic can be improved.

또한, 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기 또는 무선 전력 수신기는 금속 소재의 본체를 형성한 경우에도 무선 전력 기능 구현함과 동시에, 유도 방식 및 공진 방식의 2가지 충전 방식을 동시에 제공할 수 있다.In addition, the wireless power transmitter or the wireless power receiver according to the embodiment can realize both the wireless power function and the charging method of the induction method and the resonance method at the same time, even when the main body of the metal material is formed.

또한, 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기 또는 무선 전력 수신기는 금속 소재의 본체를 형성한 경우에도 무선 전력 기능 구현함과 동시에, 충전 안테나 및 코일 사이에 간섭을 최소화할 수 있는 효과가 있다.In addition, the wireless power transmitter or the wireless power receiver according to the embodiment can realize the wireless power function even when the main body of the metal material is formed, and minimize the interference between the charging antenna and the coil.

또한, 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기 또는 무선 전력 수신기는 금속 소재의 본체를 형성한 경우에도 무선 전력 기능 구현함과 동시에, 기존 본체 내부에 송신 코일 또는 수신 코일을 형성하였을 때보다, 충전 영역이 넓어 질 수 있다. In addition, the wireless power transmitter or the wireless power receiver according to the embodiment can realize the wireless power function even when the main body of the metal material is formed, and at the same time, Can be expanded.

또한, 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기 또는 무선 전력 수신기는 금속 소재의 본체를 형성한 경우에도 무선 전력 기능 구현함과 동시에, 기존 본체 내부에 송신 코일 또는 수신 코일을 형성하였을 때보다, 코일의 길이를 길게 설계할 수 있어, 충전 효율을 높일 수 있다.In addition, the wireless power transmitter or the wireless power receiver according to the embodiment can realize a wireless power function even when the body of a metal material is formed, and at the same time, the length of the coil Can be designed to be long, and the charging efficiency can be increased.

Claims (24)

전력원으로부터 수신한 교류 전류를 정류하는 교류-직류 정류기;
정류된 직류 전류를 변환하는 직류-직류 변환기;
상기 변환된 직류 전류를 교류 전류로 변화하는 직류-교류 변환기;
상기 직류-교류 변환기로부터 변환된 교류 전류를 송신하는 송신 코일;
상기 교류-직류 정류기, 상기 직류-직류 변환기, 상기 직류-교류 변환기를 포함하는 본체;를 포함하고,
상기 송신 코일은 상기 본체의 측면을 둘러싸는 무선 전력 송신기.
An AC-DC rectifier for rectifying an AC current received from a power source;
A DC-DC converter for converting the rectified DC current;
A DC-AC converter that converts the converted DC current into an AC current;
A transmission coil for transmitting the AC current converted from the DC-AC converter;
And a main body including the AC-DC rectifier, the DC-DC converter, and the DC-AC converter,
Wherein the transmit coil surrounds a side of the body.
청구항 1에 있어서,
상기 본체의 측면은 상기 송신 코일로 구성되는 무선 전력 송신기.
The method according to claim 1,
And a side surface of the body is constituted by the transmission coil.
청구항 1에 있어서,
상기 교류-직류 정류기, 상기 직류-직류 변환기, 상기 직류-교류 변환기를 포함하는 회로부;
상기 송신 코일 및 상기 회로부 사이에 배치되는 차폐층을 더 포함하고,
상기 송신 코일은 미리 정해진 간격만큼 이격되어 상기 본체를 둘러싸고,
상기 미리 정해진 간격을 통해 상기 회로부로 공기가 순환되는 무선 전력 송신기.
The method according to claim 1,
A circuit section including the AC-DC rectifier, the DC-DC converter, and the DC-AC converter;
Further comprising a shielding layer disposed between the transmitting coil and the circuit portion,
Wherein the transmission coil is spaced apart from the main body by a predetermined distance,
And air is circulated through the predetermined interval to the circuitry.
청구항 1에 있어서,
상기 송신 코일은 미리 정해진 간격만큼 이격되어 상기 본체를 둘러싸고,
상기 미리 정해진 간격에 배치되는 차폐제를 더 포함하는 무선 전력 송신기.
The method according to claim 1,
Wherein the transmission coil is spaced apart from the main body by a predetermined distance,
And a shielding agent disposed at the predetermined interval.
청구항 1에 있어서,
상기 송신 코일은 유도 코일 및 공진 코일을 포함하는 무선 전력 송신기.
The method according to claim 1,
Wherein the transmit coil comprises an inductive coil and a resonant coil.
청구항 5에 있어서,
상기 본체의 측면은 상기 유도 코일 및 상기 공진 코일로 구성되는 무선 전력 송신기.
The method of claim 5,
And a side surface of the body is constituted by the induction coil and the resonance coil.
청구항 5에 있어서,
상기 유도 코일 및 상기 공진 코일은 상호 중첩되지 않도록 상기 본체를 둘러싸는 무선 전력 송신기.
The method of claim 5,
Wherein the induction coil and the resonance coil surround the body so as not to overlap with each other.
청구항 7에 있어서,
상기 유도 코일은 상기 본체의 측면의 일부를 둘러싸고,
상기 공진 코일은 상기 본체의 측면의 다른 일부를 둘러싸는 무선 전력 송신기.
The method of claim 7,
Wherein the induction coil surrounds a part of a side surface of the main body,
The resonant coil surrounding another portion of the side of the body.
청구항 7에 있어서,
상기 유도 코일은 상기 본체의 측면을 상기 유도 코일 간 미리 정해진 간격만큼 이격되도록 둘러싸고,
상기 공진 코일은 상기 유도 코일 간 이격된 부분을 둘러싸는 무선 전력 송신기.
The method of claim 7,
Wherein the induction coil surrounds the side surface of the main body so as to be spaced apart by a predetermined distance between the induction coils,
Wherein the resonant coil surrounds a portion spaced between the induction coils.
청구항 5에 있어서,
상기 유도 코일은 상기 본체의 측면의 외부 또는 내부를 둘러싸고,
상기 공진 코일은 상기 본체의 측면의 내부 또는 외부를 둘러싸는 무선 전력 송신기.
The method of claim 5,
Wherein the induction coil surrounds the outside or inside of the side surface of the main body,
Wherein the resonant coil surrounds the interior or exterior of a side of the body.
청구항 10에 있어서,
상기 유도 코일은 상기 본체의 측면의 외부 또는 내부를 상기 유도 코일 간 미리 정해진 간격만큼 이격되도록 둘러싸고,
상기 공진 코일은 상기 본체의 측면의 외부 또는 내부를 상기 유도 코일 간 이격된 부분을 둘러싸는 무선 전력 송신기.
The method of claim 10,
Wherein the induction coil surrounds the outside or inside of the side surface of the main body so as to be spaced apart by a predetermined distance between the induction coils,
Wherein the resonant coil surrounds a portion of the side surface of the body that is spaced apart from the induction coil.
청구항 10에 있어서,
상기 교류-직류 정류기, 상기 직류-직류 변환기, 상기 직류-교류 변환기를 포함하는 회로부;
상기 송신 코일 및 상기 회로부 사이에 배치되는 차폐층을 더 포함하고,
상기 유도 코일은 상기 본체의 측면의 외부 또는 내부를 상기 유도 코일 간 미리 정해진 간격만큼 이격되도록 둘러싸고,
상기 공진 코일은 상기 본체의 측면의 외부 또는 내부를 상기 유도 코일 간 미리 정해진 간격만큼 이격되도록 둘러싸고,
상기 미리 정해진 간격을 통해 상기 회로부로 공기가 순환되는 무선 전력 송신기.
The method of claim 10,
A circuit section including the AC-DC rectifier, the DC-DC converter, and the DC-AC converter;
Further comprising a shielding layer disposed between the transmitting coil and the circuit portion,
Wherein the induction coil surrounds the outside or inside of the side surface of the main body so as to be spaced apart by a predetermined distance between the induction coils,
The resonance coil surrounds the outside or inside of the side surface of the main body so as to be spaced apart from each other by a predetermined gap between the induction coils,
And air is circulated through the predetermined interval to the circuitry.
무선 전력 송신기로부터 교류 전력을 무선으로 수신하는 수신 코일;
상기 수신한 교류 전류를 정류하는 교류-직류 정류기;
정류된 직류 전류를 변환하는 직류-직류 변환기;
상기 변환된 직류 전류로 충전되는 부하;
상기 교류-직류 정류기, 상기 직류-직류 변환기, 상기 부하를 포함하는 본체;를 포함하고,
상기 수신 코일은 상기 본체의 측면을 둘러싸는 무선 전력 수신기.
A receiving coil for wirelessly receiving AC power from a wireless power transmitter;
An AC-DC rectifier for rectifying the received AC current;
A DC-DC converter for converting the rectified DC current;
A load to be charged with the converted direct current;
And a main body including the AC-DC rectifier, the DC-DC converter, and the load,
The receiving coil surrounding a side of the body.
청구항 13에 있어서,
상기 본체의 측면은 상기 수신 코일로 구성되는 무선 전력 수신기.
14. The method of claim 13,
And a side surface of the body is constituted by the receiving coil.
청구항 13에 있어서,
상기 교류-직류 정류기, 상기 직류-직류 변환기, 상기 부하를 포함하는 회로부;
상기 수신 코일 및 상기 회로부 사이에 배치되는 차폐층을 더 포함하고,
상기 수신 코일은 미리 정해진 간격 만큼 이격되어 상기 본체를 둘러싸고,
상기 미리 정해진 간격을 통해 상기 회로부로 공기가 순환되는 무선 전력 수신기.
14. The method of claim 13,
The AC-DC rectifier, the DC-DC converter, the circuit portion including the load;
Further comprising a shielding layer disposed between the receiving coil and the circuit portion,
The receiving coil is spaced apart by a predetermined distance to surround the main body,
And air is circulated through the predetermined interval to the circuitry.
청구항 13에 있어서,
상기 송신 코일은 미리 정해진 간격만큼 이격되어 상기 본체를 둘러싸고,
상기 미리 정해진 간격에 배치되는 차폐제를 더 포함하는 무선 전력 송신기.
14. The method of claim 13,
Wherein the transmission coil is spaced apart from the main body by a predetermined distance,
And a shielding agent disposed at the predetermined interval.
청구항 13에 있어서,
상기 수신 코일은 유도 코일 및 공진 코일을 포함하는 무선 전력 수신기.
14. The method of claim 13,
Wherein the receive coil comprises an inductive coil and a resonant coil.
청구항 16에 있어서,
상기 본체의 측면은 상기 유도 코일 및 상기 공진 코일로 구성되는 무선 전력 수신기.
18. The method of claim 16,
And a side surface of the body is constituted by the induction coil and the resonance coil.
청구항 16에 있어서,
상기 유도 코일 및 상기 공진 코일은 상호 중첩되지 않도록 상기 본체를 둘러싸는 무선 전력 수신기.
18. The method of claim 16,
Wherein the induction coil and the resonant coil surround the body such that they do not overlap each other.
청구항 19에 있어서,
상기 유도 코일은 상기 본체의 측면의 일부를 둘러싸고,
상기 공진 코일은 상기 본체의 측면의 다른 일부를 둘러싸는 무선 전력 수신기.
The method of claim 19,
Wherein the induction coil surrounds a part of a side surface of the main body,
The resonant coil surrounding another portion of the side of the body.
청구항 19에 있어서,
상기 유도 코일은 상기 본체의 측면을 상기 유도 코일 간 미리 정해진 간격만큼 이격되도록 둘러싸고,
상기 공진 코일은 상기 유도 코일 간 이격된 부분을 둘러싸는 무선 전력 수신기.
The method of claim 19,
Wherein the induction coil surrounds the side surface of the main body so as to be spaced apart by a predetermined distance between the induction coils,
Wherein the resonant coil surrounds a portion spaced apart from the induction coil.
청구항 17에 있어서,
상기 유도 코일은 상기 본체의 측면의 외부 또는 내부를 둘러싸고,
상기 공진 코일은 상기 본체의 측면의 내부 또는 외부를 둘러싸는 무선 전력 수신기.
18. The method of claim 17,
Wherein the induction coil surrounds the outside or inside of the side surface of the main body,
Wherein the resonant coil surrounds the interior or exterior of a side of the body.
청구항 22에 있어서,
상기 유도 코일은 상기 본체의 측면의 외부 또는 내부를 상기 유도 코일 간 미리 정해진 간격만큼 이격되도록 둘러싸고,
상기 공진 코일은 상기 본체의 측면의 외부 또는 내부를 상기 유도 코일 간 이격된 부분을 둘러싸는 무선 전력 수신기.
23. The method of claim 22,
Wherein the induction coil surrounds the outside or inside of the side surface of the main body so as to be spaced apart by a predetermined distance between the induction coils,
Wherein the resonant coil surrounds a portion of the side surface of the body that is spaced apart from the induction coil.
청구항 22에 있어서,
상기 교류-직류 정류기, 상기 직류-직류 변환기, 상기 부하를 포함하는 회로부;
상기 수신 코일 및 상기 회로부 사이에 배치되는 차폐층을 더 포함하고,
상기 유도 코일은 상기 본체의 측면의 외부 또는 내부를 상기 유도 코일 간 미리 정해진 간격만큼 이격되도록 둘러싸고,
상기 공진 코일은 상기 본체의 측면의 외부 또는 내부를 상기 유도 코일 간 미리 정해진 간격만큼 이격되도록 둘러싸고,
상기 미리 정해진 간격을 통해 상기 회로부로 공기가 순환되는 무선 전력 수신기.
23. The method of claim 22,
The AC-DC rectifier, the DC-DC converter, the circuit portion including the load;
Further comprising a shielding layer disposed between the receiving coil and the circuit portion,
Wherein the induction coil surrounds the outside or inside of the side surface of the main body so as to be spaced apart by a predetermined distance between the induction coils,
The resonance coil surrounds the outside or inside of the side surface of the main body so as to be spaced apart from each other by a predetermined gap between the induction coils,
And air is circulated through the predetermined interval to the circuitry.
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KR20230009125A (en) * 2021-07-08 2023-01-17 고려대학교 산학협력단 Back data transmission circuit and method that is robust to load changes

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