KR20230016810A - Wireless power transmission apparatus using series resonance - Google Patents

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KR20230016810A
KR20230016810A KR1020210098268A KR20210098268A KR20230016810A KR 20230016810 A KR20230016810 A KR 20230016810A KR 1020210098268 A KR1020210098268 A KR 1020210098268A KR 20210098268 A KR20210098268 A KR 20210098268A KR 20230016810 A KR20230016810 A KR 20230016810A
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박종인
최창욱
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(주) 피알티코리아
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Abstract

The present invention relates to a wireless power transmission apparatus and a resonance signal tuning system. The wireless power transmission apparatus comprises: a parallel capacitor switching box, one terminal of which is connected to a transmission power source and includes a first serial switch-capacitor pair having a first switch and a first capacitor, which are connected in series to each other, and a second serial switch-capacitor pair connected in parallel to the first serial switch-capacitor pair and having a second switch and a second capacitor, which are connected in series to each other, and the other terminal of which is connected to the first serial switch-capacitor pair and the second serial switch-capacitor pair; and an inductor which is connected to the parallel capacitor switching box. Therefore, the wireless power transmission apparatus can output a resonance signal according to a resonance frequency designed through multi-stage tuning of capacitor capacitance.

Description

직렬 공진을 이용한 무선전력 전송장치{WIRELESS POWER TRANSMISSION APPARATUS USING SERIES RESONANCE}Wireless power transmission device using serial resonance {WIRELESS POWER TRANSMISSION APPARATUS USING SERIES RESONANCE}

본 발명은 직렬 공진을 이용한 무선전력 전송장치에 관한 것으로서 구체적으로는 직렬로 연결되는 인덕터의 용량 변화에 대응하여 커패시터 용량의 다양한 조절로 무선전력을 위한 공진 주파수를 튜닝할 수 있는 직렬 공진을 이용한 무선전력 전송장치에 관한 것이다. The present invention relates to a wireless power transmission device using series resonance, and more specifically, a wireless power transmission device using series resonance capable of tuning a resonance frequency for wireless power by variously adjusting the capacitance of a capacitor in response to a change in capacitance of an inductor connected in series. It relates to power transmission devices.

자기공진 방식으로 무선전력을 전송하는 무선전력 전송장치와 무선전력 수신장치가 알려져 있다. 자기공진 방식의 무선전력 전송장치와 무선전력 수신장치는 내부에 송신코일과 수신코일을 각각 구비하여 전자파(자기) 에너지의 공진 현상을 통해 전력을 전달하고 수신한다. A wireless power transmitter and a wireless power receiver that transmit wireless power in a magnetic resonance manner are known. The wireless power transmitter and the wireless power receiver of the magnetic resonance method each have a transmission coil and a reception coil inside to transmit and receive power through a resonance phenomenon of electromagnetic wave (magnetic) energy.

무선전력을 전송하는 전송장치와 무선전력을 수신하는 수신장치는 동일한 공진 주파수를 이용하여 무선전력을 효율적으로 송수신할 수 있다. 무선전력을 전달하는 전송장치와 수신장치의 공진 주파수가 일치하지 않는 경우 무선전력의 전송 효율은 급격히 떨어진다. A transmitter for transmitting wireless power and a receiver for receiving wireless power can efficiently transmit and receive wireless power using the same resonant frequency. If the resonant frequencies of a transmitter and a receiver that deliver wireless power do not match, the transmission efficiency of wireless power drops sharply.

효율적인 무선전력 전송을 위해, 인덕터(코일)와 커패시터를 내장하여 인덕터와 커패시터를 통해 공진 신호를 송출하는 무선전력 전송장치는 송출되는 공진 신호의 공진 주파수가 고정될 필요가 있다. 즉, 생산되는 무선전력 전송장치별로 서로 다른 공진 주파수를 가지는 경우 무선전력 전송장치의 전력전송 효율은 달라지고 이에 따라 무선전력 전송장치의 생산 및 제품 품질은 또한 서로 달라진다. For efficient wireless power transmission, a wireless power transmitter having an inductor (coil) and a capacitor built-in to transmit a resonance signal through the inductor and capacitor needs to have a fixed resonance frequency of the transmitted resonance signal. That is, when each produced wireless power transmitter has a different resonant frequency, the power transfer efficiency of the wireless power transmitter is different, and accordingly, the production and product quality of the wireless power transmitter are also different.

무선전력 전송장치의 공진 신호는 내장된 커패시터와 내장된 인덕터를 통해 생성된다. 인덕터는 주로 코일(유도성 송신 코일)을 이용하여 구성되고 무선전력 전송장치의 제조(생산)상에서 코일의 특성의 변화, 코일의 사용량(코일 길이) 등에 따라 야기되는 인덕터의 용량(인덕턴스)은 달라질 수밖에 없다. The resonance signal of the wireless power transmitter is generated through a built-in capacitor and a built-in inductor. The inductor is mainly composed of a coil (inductive transmission coil), and the capacity (inductance) of the inductor caused by the change in the characteristics of the coil, the amount of use (coil length), etc. I have no choice but to

무선전력 전송장치 내의 코일은 주로 감겨서 내장되기에(스파이럴 형상 등으로) 생산자의 작업에 따라 코일의 감은 길이가 다르거나 코일 감기의 형태에 따라 코일 서로 간의 영향으로 코일 구성에 따른 인덕터의 용량은 서로 변화할 수밖에 없다. 이에 따라 각 무선전력 전송장치의 공진 주파수는 고정되지 못해 무선전력 전송장치의 무선전력 전송 품질이 저하되는 문제가 발생한다.Since the coil in the wireless power transmitter is mainly wound and embedded (in a spiral shape, etc.), the length of the coil is different depending on the manufacturer's work, or the capacity of the inductor according to the coil configuration is have to change each other. Accordingly, since the resonant frequency of each wireless power transmitter is not fixed, the wireless power transmission quality of the wireless power transmitter is degraded.

등록특허 10-1444746, 2014년09월29일,Registered Patent No. 10-1444746, September 29, 2014,

본 발명은, 상술한 문제점을 해결하기 위해서 안출한 것으로서, 커패시터와 인덕터가 직렬로 연결되는 직렬 공진 회로 상에서 설계된 공진 주파수에 따른 공진 신호로 튜닝할 수 있는 무선전력 전송장치 및 공진 신호 튜닝 시스템을 제공하는 데 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above problems, and provides a wireless power transmitter and a resonance signal tuning system that can be tuned to a resonance signal according to a resonance frequency designed on a series resonance circuit in which a capacitor and an inductor are connected in series. has a purpose to

또한, 본 발명은 생산에 따른 인덕터의 용량 변화에도 설계된 공진 주파수에 따른 공진 신호를 출력하도록 튜닝 가능한 무선전력 전송장치 및 공진 신호 튜닝 시스템을 제공하는 데 목적이 있다. In addition, an object of the present invention is to provide a wireless power transmitter and a resonant signal tuning system that can be tuned to output a resonant signal according to a designed resonant frequency despite a change in inductor capacity according to production.

또한, 본 발명은 생산에 따른 인덕터의 용량 변화에 대응하여 커패시터 용량의 다단계 튜닝을 통해 설계된 공진 주파수에 따른 공진 신호를 출력할 수 있는 무선전력 전송장치 및 공진 신호 튜닝 시스템을 제공하는 데 목적이 있다.In addition, an object of the present invention is to provide a wireless power transmitter and a resonance signal tuning system capable of outputting a resonance signal according to a designed resonance frequency through multi-step tuning of capacitor capacity in response to a change in inductor capacity according to production. .

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below. You will be able to.

본 발명의 일 양상에 따른 무선전력 전송장치는 전송 전원에 하나의 단자가 연결되고 직렬로 서로 연결되는 제1 스위치 및 제1 커패시터를 포함하는 제1 직렬 스위치-커패시터 페어와 제1 직렬 스위치-커패시터 페어와 병렬로 연결되고 직렬로 서로 연결된 제2 스위치 및 제2 커패시터를 포함하는 제2 직렬 스위치-커패시터 페어를 포함하고 다른 하나의 단자가 제1 직렬 스위치-커패시터 페어와 제2 직렬 스위치-커패시터 페어에 연결되는 병렬 커패시터 스위칭 박스 및 병렬 커패시터 스위칭 박스에 연결되는 인덕터를 포함한다.A wireless power transmission device according to an aspect of the present invention includes a first series switch-capacitor pair and a first series switch-capacitor pair including a first switch and a first capacitor connected to each other in series with one terminal connected to transmission power. a second series switch-capacitor pair including a second switch and a second capacitor connected in parallel to the pair and connected to each other in series, the other terminal being the first series switch-capacitor pair and the second series switch-capacitor pair; It includes a parallel capacitor switching box connected to and an inductor connected to the parallel capacitor switching box.

상기한 무선전력 전송장치에 있어서, 무선전력 전송장치는 무선전력 공급을 위한 공진 신호의 공진 주파수를 병렬 커패시터 스위칭 박스를 제어하여 튜닝한다.In the wireless power transmitter described above, the wireless power transmitter tunes the resonance frequency of the resonance signal for wireless power supply by controlling the parallel capacitor switching box.

상기한 무선전력 전송장치에 있어서, 제어 입력을 수신하는 입력부 및 제어 입력에 따라 제1 스위치를 온 또는 오프하기 위한 제1 스위치 제어신호와 제2 스위치를 온 또는 오프하기 위한 제2 스위치 제어신호를 출력하는 콘트롤러를 더 포함한다.In the wireless power transmitter described above, an input unit for receiving a control input and a first switch control signal for turning on or off the first switch and a second switch control signal for turning on or off the second switch according to the control input It further includes a controller that outputs.

상기한 무선전력 전송장치에 있어서, 전송 전원을 출력하거나 차단하는 전송전원 스위치 및 전송전원 스위치와 병렬 커패시터 스위칭 박스 사이에 연결되거나 병렬 커패시터 스위칭 박스와 인덕터 사이에 연결되는 직렬 커패시터 스위칭 박스를 더 포함하고, 직렬 커패시터 스위칭 박스는 병렬로 서로 연결되는 제1스위치 및 제1커패시터를 포함하는 제1 병렬 스위치-커패시터 페어와 제1 병렬 스위치-커패시터 페어와 직렬로 연결되고 병렬로 서로 연결되는 제2스위치 및 제2커패시터를 포함하는 제2 병렬 스위치-커패시터 페어를 포함한다. In the wireless power transmission device described above, further comprising a transmission power switch for outputting or blocking transmission power and a series capacitor switching box connected between the transmission power switch and the parallel capacitor switching box or connected between the parallel capacitor switching box and the inductor, , The series capacitor switching box is a first parallel switch-capacitor pair including a first switch and a first capacitor connected to each other in parallel and a second switch connected in series to the first parallel switch-capacitor pair and connected to each other in parallel, and A second parallel switch-capacitor pair including a second capacitor.

상기한 무선전력 전송장치에 있어서, 제어 입력을 수신하는 입력부 및 제어 입력에 따라 병렬 커패시터 스위칭 박스와 직렬 커패시터 스위칭 박스를 제어하여 공진 신호의 공진 주파수를 튜닝하는 콘트롤러를 더 포함하고, 콘트롤러는 입력부를 통한 제어 입력에 따라 병렬 커패시터 스위칭 박스의 제1 스위치 및 제2 스위치를 제어하여 공진 신호의 공진 주파수를 콜스(coarse) 튜닝하고 콜스 튜닝 이후에 입력부를 통한 제어 입력에 따라 직렬 커패시터 스위칭 박스의 제1스위치 및 제2스위치를 제어하여 공진 신호의 공진 주파수를 미세(fine) 튜닝한다. The above-described wireless power transmitter further includes an input unit receiving a control input and a controller configured to tune a resonant frequency of a resonant signal by controlling a parallel capacitor switching box and a series capacitor switching box according to the control input, and the controller includes an input unit. Coarse tuning of the resonant frequency of the resonant signal by controlling the first switch and the second switch of the parallel capacitor switching box according to the control input through the control input, and after coarse tuning, the first switch of the series capacitor switching box according to the control input through the input unit. The resonant frequency of the resonant signal is finely tuned by controlling the switch and the second switch.

또한, 본 발명의 일 양상에 따른 공진 신호 튜닝 시스템은 상기한 무선전력 전송장치, 무선전력 전송장치로 공진 신호의 공진 주파수 튜닝을 위한 제어 입력을 출력하는 입력 기기 및 무선전력 전송장치로부터 출력되는 공진 신호를 수신하고 수신된 공진 신호의 특성을 출력하는 무선전력 수신장치를 포함한다. In addition, the resonance signal tuning system according to an aspect of the present invention is the wireless power transmitter, the input device for outputting a control input for tuning the resonance frequency of the resonance signal to the wireless power transmitter, and the resonance output from the wireless power transmitter. and a wireless power receiver for receiving a signal and outputting characteristics of the received resonance signal.

상기와 같은 본 발명에 따른 무선전력 전송장치 및 공진 신호 튜닝 시스템은 커패시터와 인덕터가 직렬로 연결되는 직렬 공진 회로 상에서 설계된 공진 주파수에 따른 공진 신호로 튜닝할 수 있는 효과가 있다.The wireless power transmitter and resonant signal tuning system according to the present invention as described above has an effect of tuning a resonant signal according to a resonant frequency designed on a series resonant circuit in which a capacitor and an inductor are connected in series.

또한, 상기와 같은 본 발명에 따른 무선전력 전송장치 및 공진 신호 튜닝 시스템은 생산에 따른 인덕터의 용량 변화에도 설계된 공진 주파수에 따른 공진 신호를 출력하도록 튜닝 가능한 효과가 있다.In addition, the wireless power transmitter and resonant signal tuning system according to the present invention as described above has an effect that can be tuned to output a resonant signal according to a designed resonant frequency even when the capacity of an inductor changes according to production.

또한, 상기와 같은 본 발명에 따른 무선전력 전송장치 및 공진 신호 튜닝 시스템은 생산에 따른 인덕터의 용량 변화에 대응하여 커패시터 용량의 다단계 튜닝을 통해 설계된 공진 주파수에 따른 공진 신호를 출력할 수 있는 효과가 있다. In addition, the wireless power transmitter and resonant signal tuning system according to the present invention as described above has an effect of outputting a resonant signal according to a resonant frequency designed through multi-step tuning of capacitor capacitance in response to a change in inductor capacitance according to production. there is.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects obtainable in the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below. will be.

도 1은 본 발명에 따른 예시적인 공진 신호 튜닝 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 무선전력 전송장치의 예시적인 블록도를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating an exemplary resonant signal tuning system according to the present invention.
2 is a diagram showing an exemplary block diagram of a wireless power transmitter.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술 되어 있는 상세한 설명을 통하여 더욱 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. The above objects, features and advantages will become more clear through the detailed description described later in detail with reference to the accompanying drawings, and accordingly, those skilled in the art to which the present invention belongs will understand the technical spirit of the present invention. can be easily carried out. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 예시적인 공진 신호 튜닝 시스템을 도시한 도면이다. 1 is a diagram illustrating an exemplary resonant signal tuning system according to the present invention.

도 1에 따르면, 공진 신호 튜닝 시스템(RESONANCE SIGNAL TUNING SYSTEM)은 무선전력 전송장치(10), 입력 기기(20) 및 무선전력 수신장치(30)를 포함하여 구성된다. 본 발명에 따른 공진 신호 튜닝 시스템은 무선전력 전송장치(10)를 생산 또는 제조하는 라인(작업장) 상에 설치되어 품질 검증과 품질 향상을 위해 무선전력 전송장치(10)로부터 출력되는 공진 신호의 공진 주파수를 튜닝할 수 있도록 구성된다. According to FIG. 1, a resonance signal tuning system (RESONANCE SIGNAL TUNING SYSTEM) is configured to include a wireless power transmitter 10, an input device 20, and a wireless power receiver 30. The resonance signal tuning system according to the present invention is installed on a line (workplace) where the wireless power transmitter 10 is produced or manufactured, and the resonance signal output from the wireless power transmitter 10 is resonated for quality verification and quality improvement. It is configured to be able to tune the frequency.

도 1을 통해 공진 신호 튜닝 시스템을 살펴보면, 무선전력 수신장치(30)는 생산 또는 제조 라인의 작업대 위에 설치되어 생산중인 무선전력 전송장치(10)로부터 출력되는 공진 신호를 수신하고 수신된 공진 신호의 특성(전력 특성)을 출력한다. Referring to the resonance signal tuning system through FIG. 1, the wireless power receiver 30 is installed on a workbench of a production or manufacturing line to receive a resonance signal output from the wireless power transmitter 10 in production, and the received resonance signal Characteristics (power characteristics) are output.

무선전력 수신장치(30)는 커패시터 및 인덕터를 구비하여 커패시터 및 인덕터에 의한 자기 공진으로 무선전력 전송장치(10)로부터의 무선전력을 공진 신호를 통해 수신하고 수신된 공진 신호의 아날로그 파형(예를 들어, 전압 센서를 이용한 전압 파형)을 LCD나 LED 디스플레이로 출력한다. 또는(나아가), 무선전력 수신장치(30)는 전력 센서 등을 구비하여 수신된 공진 신호의 측정된 전력량을 디스플레이로 출력할 수 있다. 이와 같이, 무선전력 수신장치(30)는 전압 파형, 전력 파형 등의 수신된 공진 신호의 특성을 출력할 수 있다. The wireless power receiver 30 includes a capacitor and an inductor to receive wireless power from the wireless power transmitter 10 through a resonance signal through self-resonance by the capacitor and the inductor, and to receive an analog waveform of the received resonance signal (eg, For example, a voltage waveform using a voltage sensor) is output to an LCD or LED display. Or (furthermore), the wireless power receiver 30 may include a power sensor and output the measured power amount of the received resonance signal to a display. In this way, the wireless power receiver 30 may output characteristics of the received resonance signal, such as a voltage waveform and a power waveform.

입력 기기(20)는 무선전력 전송장치(10)에 연결되어 무선전력 전송장치(10)로부터 출력되는 공진 신호의 공진 주파수 튜닝을 위한 제어 입력을 출력한다. 입력 기기(20)는 무선전력 전송장치(10)에 유선라인이나 무선라인을 통해 연결되어 각종 제어 입력을 무선전력 전송장치(10)로 출력한다. The input device 20 is connected to the wireless power transmitter 10 and outputs a control input for tuning the resonance frequency of a resonance signal output from the wireless power transmitter 10 . The input device 20 is connected to the wireless power transmitter 10 through a wired line or a wireless line and outputs various control inputs to the wireless power transmitter 10.

입력 기기(20)는 버튼들을 구비하여 튜닝 모드 입력이나 공진 주파수를 높이거나 낮추기 위한 제어 입력을 구비된 버튼이나 구비된 리모컨 등을 통해 수신하고 수신된 입력에 대응하는 제어 입력을 유선라인이나 무선라인을 통해 무선전력 전송장치(10)로 출력한다. 설계 예에 따라, 입력 기기(20)는 생략하여 구성될 수 있고 이 경우 무선전력 전송장치(10) 내에 입력 기기(20)에 대응하는 구성요소(예를 들어, 셋팅 가능한 딥 스위치들 등)가 내장될 수 있다. The input device 20 includes buttons to receive a tuning mode input or a control input for increasing or decreasing a resonance frequency through a button or a remote control provided, and transmits a control input corresponding to the received input through a wired or wireless line. It is output to the wireless power transmitter 10 through. Depending on the design example, the input device 20 may be omitted, and in this case, components (eg, settable dip switches, etc.) corresponding to the input device 20 are included in the wireless power transmitter 10. can be embedded

무선전력 전송장치(10)는 작업장의 작업대에 설치되어 출력되는 공진 신호의 공진 주파수를 튜닝할 수 있도록 구성된다. 생산 또는 제조 중인 무선전력 전송장치(10)는 입력 기기(20)에 연결되어 입력 기기(20)로부터의 제어 입력에 따라 내장된 커패시터(315, 355, 395, 415, 455)의 인덕터(500)로의 연결 또는 오픈에 따라 출력되는 LC 공진의 공진 주파수를 높이거나 낮출 수 있다. The wireless power transmitter 10 is installed on a workbench in a workshop and is configured to tune a resonance frequency of an output resonance signal. The wireless power transmitter 10 being produced or manufactured is connected to the input device 20, and the inductor 500 of the built-in capacitors 315, 355, 395, 415, 455 according to a control input from the input device 20 The resonant frequency of the output LC resonance can be increased or decreased according to the connection or opening of the .

무선전력 전송장치(10)는 입력 기기(20)를 통해 수신되는 제어 입력에 따라 공진 주파수의 다단계 튜닝이 가능하도록 바람직하게 구성된다. 무선전력 전송장치(10)의 구성과 제어에 대해서는 도 2에서 좀 더 상세히 살펴보도록 한다. The wireless power transmitter 10 is preferably configured to enable multi-level tuning of the resonant frequency according to a control input received through the input device 20. The configuration and control of the wireless power transmitter 10 will be described in detail in FIG. 2 .

도 2는 무선전력 전송장치(10)의 예시적인 블록도를 도시한 도면이다.2 is a diagram showing an exemplary block diagram of a wireless power transmitter 10.

도 2에 따르면, 무선전력 전송장치(10)는 전원공급부(100), 전송전원 스위치(200), 병렬 커패시터 스위칭 박스(300), 직렬 커패시터 스위칭 박스(400), 인덕터(500), 입력부(600) 및 콘트롤러(700)를 포함한다. 설계 예에 따라, 무선전력 전송장치(10)는 도 2의 일부 블록을 생략 구성되거나 도 2에 도시되지 않은 다른 블록을 더 포함할 수 있다. According to FIG. 2, the wireless power transmitter 10 includes a power supply unit 100, a transmission power switch 200, a parallel capacitor switching box 300, a series capacitor switching box 400, an inductor 500, an input unit 600 ) and a controller 700. According to a design example, the wireless power transmitter 10 may omit some blocks of FIG. 2 or may further include other blocks not shown in FIG. 2 .

도 2를 통해, 무선전력 전송장치(10)를 살펴보면, 전원공급부(100)는 공진 신호의 생성에 이용될 전송 전원(송출 전원)을 생성한다. 전원공급부(100)는 외부 입력되는 AC 전원(예를 들어, 110V, 220V 등)으로부터 지정된 전압 레벨(예를 들어, 24V, 12V)의 직류전원의 전송 전원을 생성하고 생성된 전송 전원을 출력한다. 전원공급부(100)는 전원 보호 회로(예를 들어, 퓨즈, 서지 보호 회로, 전자파 보호 회로 등)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 전원공급부(100)는 그 외 콘트롤러(700)로 제공할 직류 전원(예를 들어, 5V, 3.3V 등)을 생성하기 위한 레귤레이터나 엘디오(LDO)를 더 포함할 수 있다. Looking at the wireless power transmitter 10 through FIG. 2 , the power supply unit 100 generates transmission power (output power) to be used for generating a resonance signal. The power supply unit 100 generates transmission power of DC power of a specified voltage level (eg, 24V, 12V) from an externally input AC power (eg, 110V, 220V, etc.) and outputs the generated transmission power. . The power supply unit 100 may further include a power protection circuit (eg, a fuse, a surge protection circuit, an electromagnetic wave protection circuit, etc.). The power supply unit 100 may further include a regulator or an LDO for generating DC power (eg, 5V, 3.3V, etc.) to be provided to the controller 700 .

전송전원 스위치(200)는 전원공급부(100)에 연결되고 콘트롤러(700)로부터의 전원온오프 제어신호에 따라 전원공급부(100)로부터의 전송 전원을 출력하거나 차단한다. 전송전원 스위치(200)는 콘트롤러(700)로부터 전원온 제어신호(예를 들어, 로직 1의 신호)의 수신시에 내부 릴레이를 연결하여 전송 전원을 뒷단으로 출력한다. 전송전원 스위치(200)는 콘트롤러(700)로부터 전원오프 제어신호(예를 들어, 로직 0의 신호)의 수신시에 내부 릴레이를 오픈하여 뒷단으로 전송 전원의 출력을 차단한다. The transmission power switch 200 is connected to the power supply unit 100 and outputs or blocks transmission power from the power supply unit 100 according to a power on/off control signal from the controller 700 . The transmission power switch 200 connects an internal relay when receiving a power-on control signal (eg, logic 1 signal) from the controller 700 to output transmission power to the rear end. The transmission power switch 200 opens an internal relay when receiving a power off control signal (eg, logic 0 signal) from the controller 700 to cut off the output of transmission power to the rear end.

병렬 커패시터 스위칭 박스(300)는 병렬로 서로 연결되는 커패시터(311, 351, 391)를 다수 포함하여 무선전력 전송장치(10)의 공진 신호의 공진 주파수의 생성에 이용되는 커패시터의 (전체) 용량을 조절할 수 있도록 구성된다. The parallel capacitor switching box 300 includes a plurality of capacitors 311, 351, and 391 connected to each other in parallel to increase (total) capacity of the capacitors used to generate the resonance frequency of the resonance signal of the wireless power transmitter 10. It is made to be adjustable.

병렬 커패시터 스위칭 박스(300)의 하나의(일측) 단자는 전송전원 스위치(200)의 전송 전원에 직접 연결(도 2의 ⓐ)되거나 간접적으로 연결된다. 병렬 커패시터 스위칭 박스(300)는 직렬로 서로 연결되는 스위치(311, 351, 391) 및 커패시터(315, 355, 395)를 포함하는 다수의 직렬 스위치-커패시터 페어(310, 350, 390)를 포함하고 직렬 스위치-커패시터 페어들은 서로 병렬로 연결된다. One (one side) terminal of the parallel capacitor switching box 300 is directly connected (ⓐ in FIG. 2) or indirectly connected to the transmission power of the transmission power switch 200. Parallel capacitor switching box 300 includes a plurality of series switch-capacitor pairs 310, 350, 390 including switches 311, 351, 391 and capacitors 315, 355, 395 connected to each other in series, Series switch-capacitor pairs are connected in parallel with each other.

병렬 커패시터 스위칭 박스(300)의 설계 예에 따라 직렬 스위치-커패시터 페어(310, 350, 390)의 그 개수는 달라질 수 있다. 예를 들어, 병렬 커패시터 스위칭 박스(300)는 2개, 3개, 4개 등의 직렬 스위치-커패시터 페어를 가질 수 있다. The number of series switch-capacitor pairs 310, 350, and 390 may vary according to a design example of the parallel capacitor switching box 300. For example, the parallel capacitor switching box 300 may have two, three, four, etc. series switch-capacitor pairs.

병렬 커패시터 스위칭 박스(300)는 도 2의 예와 같이, 3개의 직렬 스위치-커패시터 페어(310, 350, 390)를 가질 수 있다. 하나의 직렬 스위치-커패시터 페어(310)(이하 '제1 직렬 스위치-커패시터 페어'라 함)는 직렬로 서로 연결되는 스위치(311)(이하 '제1 스위치'라 함)와 커패시터(315)(이하 '제1 커패시터'라 함)를 포함한다. As in the example of FIG. 2 , the parallel capacitor switching box 300 may have three series switch-capacitor pairs 310 , 350 , and 390 . One series switch-capacitor pair 310 (hereinafter referred to as 'first series switch-capacitor pair') includes a switch 311 (hereinafter referred to as 'first switch') and a capacitor 315 (hereinafter referred to as 'first switch') connected to each other in series. hereinafter referred to as 'first capacitor').

다른 하나의 직렬 스위치-커패시터 페어(350)(이하 '제2 직렬 스위치-커패시터 페어'라 함)는 직렬로 서로 연결되는 스위치(351)(이하 '제2 스위치'라 함)와 커패시터(355)(이하 '제2 커패시터'라 함)를 포함한다. 또 다른 하나의 직렬 스위치-커패시터 페어(390)(이하 '제3 직렬 스위치-커패시터 페어'라 함)는 직렬로 서로 연결되는 스위치(391)(이하 '제3 스위치'라 함)와 커패시터(395)(이하 '제3 커패시터'라 함)를 포함한다.Another series switch-capacitor pair 350 (hereinafter referred to as 'second series switch-capacitor pair') includes a switch 351 (hereinafter referred to as 'second switch') and a capacitor 355 connected to each other in series. (hereinafter referred to as 'second capacitor'). Another series switch-capacitor pair 390 (hereinafter referred to as 'third series switch-capacitor pair') includes a switch 391 (hereinafter referred to as 'third switch') and a capacitor 395 connected to each other in series. ) (hereinafter referred to as 'third capacitor').

병렬 커패시터 스위칭 박스(300)의 제1 스위치(311), 제2 스위치(351) 및 제3 스위치(391)는 각각 콘트롤러(700)로부터의 제1 스위치 제어신호, 제2 스위치 제어신호 및 제3 스위치 제어신호에 따라 스위치(또는 릴레이)의 두 단자(입출력 단자)를 연결하거나 오픈할 수 있다. 연결 또는 오픈에 따라 스위치(311, 351, 391)에 직렬로 연결된 커패시터(315, 355, 395)는 병렬 커패시터 스위칭 박스(300)의 다른 커패시터와 병렬로 연결되거나 오픈된다. The first switch 311, the second switch 351 and the third switch 391 of the parallel capacitor switching box 300 are the first switch control signal, the second switch control signal and the third switch control signal from the controller 700, respectively. Depending on the switch control signal, two terminals (input/output terminals) of the switch (or relay) can be connected or opened. Capacitors 315 , 355 , 395 connected in series to switches 311 , 351 , 391 are connected in parallel or open with other capacitors of the parallel capacitor switching box 300 according to connection or open.

병렬 커패시터 스위칭 박스(300)의 커패시터들(315, 355, 395)의 용량은 동일하거나 서로 다를 수(바람직하게는 서로 다를 수) 있다. 예를 들어, 제1 커패시터(315)는 1 단위유닛(예를 들어, 1 uF, 10 uF 등, 설계 예에 따라 달라짐) 용량을 가지는 경우, 제2 커패시터(355)는 2 단위유닛 용량을 가지고 제3 커패시터(395)는 4 단위유닛 용량을 가질 수 있다. Capacities of the capacitors 315, 355 and 395 of the parallel capacitor switching box 300 may be identical or different (preferably different). For example, when the first capacitor 315 has a capacitance of 1 unit unit (eg, 1 uF, 10 uF, etc., depending on the design example), the second capacitor 355 has a capacitance of 2 unit units The third capacitor 395 may have 4 unit capacitance.

도 2에서 알 수 있는 바와 같이 병렬 커패시터 스위칭 박스(300)의 하나의 단자는 전송 전원에 연결되어 전원을 공급받고 제1 직렬 스위치-커패시터 페어(310), 제2 직렬 스위치-커패시터 페어(350) 및 제3 직렬 스위치-커패시터 페어(390)에 연결되는 병렬 커패시터 스위칭 박스(300)의 다른 하나의(타측의) 단자(도 2의 ⓑ 참조)는 인덕터(500) 등에 연결되어 튜닝에 따른 공진 주파수의 공진 신호를 출력(생성)할 수 있도록 한다. As can be seen in FIG. 2, one terminal of the parallel capacitor switching box 300 is connected to the transmission power supply and receives power, and the first series switch-capacitor pair 310 and the second series switch-capacitor pair 350 And the other (other) terminal (see ⓑ in FIG. 2) of the parallel capacitor switching box 300 connected to the third series switch-capacitor pair 390 is connected to the inductor 500 and the like to resonate frequency according to tuning. to output (generate) a resonance signal of

직렬 커패시터 스위칭 박스(400)는 직렬로 서로 연결되는 커패시터(415, 455)를 다수 포함하여 무선전력 전송장치(10)의 공진 신호의 공진 주파수의 생성에 이용되는 커패시터의 (전체) 용량을 조절할 수 있도록 구성된다. The series capacitor switching box 400 includes a plurality of capacitors 415 and 455 connected to each other in series to adjust the (total) capacity of the capacitors used to generate the resonance frequency of the resonance signal of the wireless power transmitter 10. is configured so that

직렬 커패시터 스위칭 박스(400)는 전송전원 스위치(200)와 병렬 커패시터 스위칭 박스(300) 사이에 연결(위치)되거나 도 2의 예와 같이 병렬 커패시터 스위칭 박스(300)와 인덕터(500) 사이에 연결된다. The series capacitor switching box 400 is connected (positioned) between the transmission power switch 200 and the parallel capacitor switching box 300 or connected between the parallel capacitor switching box 300 and the inductor 500 as shown in the example of FIG. do.

직렬 커패시터 스위칭 박스(400)는 병렬로 서로 연결되는 스위치(411, 451) 및 커패시터(415, 455)를 포함하는 하나 이상의 병렬 스위치-커패시터 페어(410, 450)를 포함하고 병렬 스위치-커패시터 페어들은 서로 직렬로 연결된다. The series capacitor switching box 400 includes one or more parallel switch-capacitor pairs 410, 450 including switches 411 and 451 and capacitors 415 and 455 connected to each other in parallel, wherein the parallel switch-capacitor pairs are connected in series with each other.

직렬 커패시터 스위칭 박스(400)의 설계 예에 따라 내부 병렬 스위치-커패시터 페어의 그 개수는 달라질 수 있다. 예를 들어, 직렬 커패시터 스위칭 박스(400)는 1개, 2개, 3개 등의 병렬 스위치-커패시터 페어를 가질 수 있다.Depending on the design example of the series capacitor switching box 400, the number of internal parallel switch-capacitor pairs may vary. For example, the series capacitor switching box 400 may have one, two, three, etc. parallel switch-capacitor pairs.

직렬 커패시터 스위칭 박스(400)는 도 2의 예와 같이, 2개의 병렬 스위치-커패시터 페어(410, 450)를 가질 수 있다. 하나의 병렬 스위치-커패시터 페어(410)(이하 '제1 병렬 스위치-커패시터 페어'라 함)는 병렬로 서로 연결되는 스위치(411)(이하 '제1스위치'라 함)와 커패시터(415)(이하 '제1커패시터'라 함)를 포함한다. 다른 하나의 병렬 스위치-커패시터 페어(450)(이하 '제2 병렬 스위치-커패시터 페어'라 함)는 병렬로 서로 연결되는 스위치(451)(이하 '제2스위치'라 함)와 커패시터(455)(이하 '제2커패시터'라 함)를 포함한다.As in the example of FIG. 2 , the series capacitor switching box 400 may have two parallel switch-capacitor pairs 410 and 450 . One parallel switch-capacitor pair 410 (hereinafter referred to as 'first parallel switch-capacitor pair') includes a switch 411 (hereinafter referred to as 'first switch') and a capacitor 415 (hereinafter referred to as 'first switch') connected to each other in parallel. hereinafter referred to as 'first capacitor'). Another parallel switch-capacitor pair 450 (hereinafter referred to as 'second parallel switch-capacitor pair') is a switch 451 (hereinafter referred to as 'second switch') and a capacitor 455 connected to each other in parallel. (hereinafter referred to as 'second capacitor').

직렬 커패시터 스위칭 박스(400)의 제1스위치(411), 제2스위치(451)는 각각 콘트롤러(700)로부터의 제1스위치 제어신호, 제2스위치 제어신호에 따라 스위치(또는 릴레이)의 두 단자(입출력 단자)를 연결하거나 오픈할 수 있다. 스위치 오픈에 따라 제1 병렬 스위치-커패시터 페어(410)와 제2 병렬 스위치-커패시터 페어(450)의 스위치(411, 451)에 병렬로 연결된 커패시터(415, 455)들은 직렬로 병렬 커패시터 스위칭 박스(300)에 연결되고 스위치 연결에 따라 스위치(411, 451)에 병렬로 연결된 커패시터(415, 455)들은 바이패스(오픈)된다. The first switch 411 and the second switch 451 of the series capacitor switching box 400 are two terminals of the switch (or relay) according to the first switch control signal and the second switch control signal from the controller 700, respectively. (input/output terminals) can be connected or opened. Upon the switch opening, the capacitors 415 and 455 connected in parallel to the switches 411 and 451 of the first parallel switch-capacitor pair 410 and the second parallel switch-capacitor pair 450 are connected in series to the parallel capacitor switching box ( 300) and the capacitors 415 and 455 connected in parallel to the switches 411 and 451 according to the switch connection are bypassed (open).

직렬 커패시터 스위칭 박스(400)의 커패시터들(415, 455)의 용량은 동일하거나 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 제1커패시터(415)와 제2커패시터(455)는 동일한 단위유닛 용량( 예를 들어, 1 단위유닛 용량 또는 2 단위유닛 용량)을 가지거나 서로 다른 단위유닛 용량(예를 들어, 각각 1과 2 단위유닛 용량)을 가질 수 있다. 직렬 커패시터 스위칭 박스(400)의 커패시터(415, 455)는 병렬 커패시터 스위칭 박스(300)의 커패시터 용량에 기초하여 산출되거나 설계될 수 있다. Capacities of the capacitors 415 and 455 of the series capacitor switching box 400 may be the same or different. For example, the first capacitor 415 and the second capacitor 455 have the same unit capacitance (eg, 1 unit capacitance or 2 unit unit capacities) or different unit capacities (eg, 1 and 2 unit capacity respectively). The capacitors 415 and 455 of the series capacitor switching box 400 may be calculated or designed based on the capacitor capacitance of the parallel capacitor switching box 300.

무선전력 전송장치(10)는 인덕터(500)를 포함하고, 인덕터(500)는 병렬 커패시터 스위칭 박스(300)에 연결된다. 인덕터(500)는 직접 병렬 커패시터 스위칭 박스(300)에 연결되거나 직렬 커패시터 스위칭 박스(400)를 통해(도 2의 ⓒ 참조) 병렬 커패시터 스위칭 박스(300)에 간접 연결된다. 인덕터(500)는 무선전력 전송장치(10)의 설계에 따른 인덕턴스 용량을 가지고 코일을 이용하여 구성된다. 인덕터(500)를 구성하는 코일은 다수의 다발로 구성되는 리츠 와이어 등으로 구성되거나 다른 유형의 코일로 구성될 수 있다. 무선전력 전송장치(10)의 코일에 의해 형성되는 인덕터(500)의 용량은 생산과정이나 제조과정에서 서로 다라질 수 있고 용량의 변화나 변경은 다양한 요인(코일 편차, 제조 편차 등)에 기인한다. The wireless power transmitter 10 includes an inductor 500, and the inductor 500 is connected to the parallel capacitor switching box 300. The inductor 500 is directly connected to the parallel capacitor switching box 300 or indirectly connected to the parallel capacitor switching box 300 through the series capacitor switching box 400 (see ⓒ in FIG. 2 ). The inductor 500 has an inductance capacity according to the design of the wireless power transmitter 10 and is configured using a coil. The coil constituting the inductor 500 may be composed of a Litz wire or the like composed of a plurality of bundles or may be composed of other types of coils. The capacity of the inductor 500 formed by the coil of the wireless power transmitter 10 may vary during the production or manufacturing process, and the change or change in capacity is due to various factors (coil deviation, manufacturing deviation, etc.) .

입력부(600)는 제어 입력을 수신한다. 입력부(600)는 유선이나 무선을 통해 입력 기기(20)에 연결되어 유선이나 무선으로 제어 입력을 수신한다. 예를 들어, 입력부(600)는 유선라인을 통해 버튼 신호를 수신하거나 리모콘 센서를 구비하여 리모콘 신호를 수신하고 수신된 신호를 콘트롤러(700)로 출력할 수 있다. The input unit 600 receives a control input. The input unit 600 is connected to the input device 20 through wire or wireless and receives a control input through wire or wireless. For example, the input unit 600 may receive a button signal through a wired line or may have a remote control sensor to receive a remote control signal and output the received signal to the controller 700 .

콘트롤러(700)는 무선전력 전송장치(10)를 제어한다. 무선전력 전송장치(10)(의 콘트롤러(700))는 생산과정에서(공진주파수의 튜닝 과정에서) 무선전력 공급을 위한 공진 신호의 공진 주파수를 병렬 커패시터 스위칭 박스(300)와 나아가 직렬 커패시터 스위칭 박스(400)를 제어하여 튜닝한다. The controller 700 controls the wireless power transmitter 10. The wireless power transmitter 10 (the controller 700) sets the resonance frequency of the resonance signal for wireless power supply in the production process (in the process of tuning the resonance frequency) to the parallel capacitor switching box 300 and further to the series capacitor switching box. 400 is controlled and tuned.

콘트롤러(700)는 내부에 프로그램의 명령어를 수행 가능한 프로세서, 마이컴, CPU, MPU 또는 중앙처리장치 등과 프로그램을 저장하는 비휘발성 메모리를 포함하여 프로그램에 따라 무선전력 전송장치(10)를 제어하고 공진 주파수를 튜닝한다. 콘트롤러(700)는 튜닝에 따른 스위치 설정 데이터를 비휘발성 메모리에 저장하거나 무선전력 전송장치(10)가 다수의 딥 스위치(온 또는 오프를 설정하기 위한 스위치)들을 포함하여 딥 스위치를 통해 스위치 설정 데이터를 저장할 수 있다. The controller 700 controls the wireless power transmitter 10 according to a program including a non-volatile memory for storing a program such as a processor, a microcomputer, a CPU, an MPU or a central processing unit capable of executing program commands therein, and controls the resonance frequency to tune The controller 700 stores switch setting data according to tuning in a non-volatile memory, or the wireless power transmitter 10 includes a plurality of dip switches (switches for setting on or off) and switches setting data through the dip switches. can be saved.

콘트롤러(700)는 입력부(600)를 통해 수신되는 제어 입력에 따라 병렬 커패시터 스위칭 박스(300) 및 직렬 커패시터 스위칭 박스(400)를 제어하여 무선전력의 전송을 위해 출력된 공진 신호의 공진 주파수를 튜닝한다. The controller 700 controls the parallel capacitor switching box 300 and the series capacitor switching box 400 according to the control input received through the input unit 600 to tune the resonance frequency of the output resonance signal for wireless power transmission. do.

공진 주파수의 튜닝은 입력 기기(20)와 무선전력 수신장치(30)와 연동하여 이루어지고, 튜닝 과정을 예를 통해 좀 더 구체적으로 살펴보면 콘트롤러(700)는 입력부(600)를 통해 입력 기기(20)로부터 튜닝 모드 설정을 위한 제어 입력을 수신한다. Tuning of the resonant frequency is performed in conjunction with the input device 20 and the wireless power receiver 30, and looking at the tuning process in more detail through an example, the controller 700 transmits the input device 20 through the input unit 600. ) receives a control input for setting the tuning mode.

콜스(coarse)(커패시터 용량 변화의 스케일이 상대적으로 큰 튜닝 모드) 모드 설정을 위한 제어 입력의 수신과 후속하는 제어 입력에 따라 병렬 커패시터 스위칭 박스(300)의 제1 스위치(311), 제2 스위치(351) 및 나아가 다른 스위치들을 제어하여 무선전력을 출력하는 공진 신호의 공진 주파수를 콜스(상대적으로 큰 스케일로) 튜닝한다. The first switch 311 and the second switch of the parallel capacitor switching box 300 according to reception of a control input for setting a coarse (tuning mode in which the scale of capacitor capacitance change is relatively large) mode setting and subsequent control inputs 351 and furthermore, the resonant frequency of the resonant signal outputting the wireless power is tuned to Coles (on a relatively large scale) by controlling the other switches.

최초, 콜스 모드 설정(의 제어 입력)에 따라 콘트롤러(700)는 전송전원 스위치(200)를 온하기 위한 전원온오프 제어신호를 출력한다. 또한, 콘트롤러(700)는 직렬 커패시터 스위칭 박스(400)의 모든 스위치(제1스위치(411) 및 제2스위치(451))를 온(연결)하기 위한 스위치 제어신호(제1스위치 제어신호, 제2스위치 제어신호)를 출력한다. 도 2의 예와 같이, 제1스위치 제어신호, 제2스위치 제어신호가 온으로 출력되는 상태에서 콘트롤러(700)는 병렬 커패시터 스위칭 박스(300)의 현재 커패시터 용량을 용량 범위(예를 들어, 병렬 커패시터 스위칭 박스(300)의 최소 커패시터 용량으로부터 모든 커패시터의 합산인 최대 용량) 중 중간 값 또는 그 사이의 값으로 설정하기 위한 스위치 제어신호를 생성하여 병렬 커패시터 스위칭 박스(300)로 출력한다. First, the controller 700 outputs a power on/off control signal for turning on the transmission power switch 200 according to (a control input of) the Coles mode setting. In addition, the controller 700 has a switch control signal (first switch control signal, first switch control signal, second switch 451) for turning on (connecting) all the switches (first switch 411 and second switch 451) of the series capacitor switching box 400. 2 switch control signal). As in the example of FIG. 2, in a state in which the first switch control signal and the second switch control signal are output as ON, the controller 700 sets the current capacitor capacity of the parallel capacitor switching box 300 to the capacity range (eg, parallel A switch control signal for setting a middle value or a value between the minimum capacitance of the capacitor switching box 300 and the maximum capacitance that is the sum of all capacitors) is generated and output to the parallel capacitor switching box 300.

예를 들어, 제1 커패시터(315)가 1 단위유닛, 제2 커패시터(355)가 2 단위유닛 및 제3 커패시터(395)가 4 단위유닛 용량을 가지는 경우에, 콘트롤러(700)는 1 단위유닛(최소 용량)으로부터 7 단위유닛(최대 용량) 중 4 단위유닛의 용량(중간 용량 또는 지정된 용량)으로 설정하도록 제3 스위치(391)를 연결하기 위한 제3 스위치 제어신호를 제3 스위치(391)로 출력하고 제1 스위치(311) 및 제2 스위치(351)를 오픈하기 위한 제1 스위치 제어신호 및 제2 스위치 제어신호를 제1 스위치(311) 및 제2 스위치(351)로 출력한다. For example, when the first capacitor 315 has a capacity of 1 unit, the second capacitor 355 has a capacity of 2 units, and the third capacitor 395 has a capacity of 4 units, the controller 700 has a capacity of 1 unit unit. The third switch control signal for connecting the third switch 391 to set the capacity of 4 unit units (medium capacity or designated capacity) from (minimum capacity) to 7 unit units (maximum capacity) through the third switch 391 and outputs the first switch control signal and the second switch control signal for opening the first switch 311 and the second switch 351 to the first switch 311 and the second switch 351.

콜스 모드에서, 작업자(또는 생산자)는 무선전력 수신장치(30)를 통해 공진 신호의 특성을 확인하고 입력 기기(20)를 통해 커패시터의 (총) 용량을 높이거나 낮추기 위한 입력을 제공하고 콘트롤러(700)는 입력부(600)를 통해 커패시터의 용량을 높이기 위한 제어 입력이나 낮추기 위한 제어 입력을 수신한다. In the Coles mode, the operator (or producer) checks the characteristics of the resonance signal through the wireless power receiver 30 and provides an input to increase or decrease the (total) capacity of the capacitor through the input device 20, and the controller ( 700 receives a control input for increasing or decreasing the capacitance of the capacitor through the input unit 600 .

커패시터 용량을 높이기 위한 제어 입력을 수신한 콘트롤러(700)는 현재의 설정된 커패시터 용량보다 더 높은 용량으로 설정하기 위한 제1 스위치 제어신호, 제2 스위치 제어신호 및 제3 스위치 제어신호를 생성하고 제1 스위치(311), 제2 스위치(351) 및 제3 스위치(391)로 출력한다. Upon receiving the control input for increasing the capacitor capacity, the controller 700 generates a first switch control signal, a second switch control signal, and a third switch control signal for setting the capacitance to a higher capacitance than the currently set capacitance and generates the first switch control signal. It is output to the switch 311, the second switch 351 and the third switch 391.

용량을 낮추기 위한 제어 입력을 수신한 콘트롤러(700)는 현재의 설정된 커패시터 용량보다 낮은 용량으로 설정하기 위한 제1 스위치 제어신호, 제2 스위치 제어신호 및 제3 스위치 제어신호를 생성하고 제1 스위치(311), 제2 스위치(351) 및 제3 스위치(391)로 출력한다. Upon receiving the control input for lowering the capacitance, the controller 700 generates a first switch control signal, a second switch control signal, and a third switch control signal for setting the capacitance lower than the capacitance of the currently set capacitor, and the first switch ( 311), the second switch 351 and the third switch 391.

병렬 커패시터 스위칭 박스(300)의 서로 병렬로 연결된 커패시터들을 오픈하거나 연결하여 공진 주파수 생성에 이용되는 커패시턴스( 용량)를 큰 스케일에서 튜닝 가능하다. Capacitance (capacitance) used for generating a resonance frequency can be tuned on a large scale by opening or connecting capacitors connected in parallel with each other of the parallel capacitor switching box 300 .

콜스 튜닝 이후에, 미세(fine)(콜스 모드보다 튜닝을 위한 커패시터 용량 변화의 스케일이 상대적으로 적은 튜닝 모드) 모드 설정 입력에 따라 미세 튜닝을 수행하는 콘트롤러(700)는 입력부(600)를 통한 제어 입력에 따라 직렬 커패시터 스위칭 박스(400)의 스위치들(411, 451)을 제어하여 무선전력을 출력하는 공진 신호의 공진 주파수를 미세 튜닝한다. After Coles tuning, the controller 700 performing fine tuning according to a fine (tuning mode in which the scale of change in capacitor capacitance for tuning for tuning is relatively smaller than in Coles mode) mode setting input is controlled through the input unit 600. The resonant frequency of a resonant signal outputting wireless power is finely tuned by controlling the switches 411 and 451 of the series capacitor switching box 400 according to an input.

콜스 튜닝에 따라 설정되어 고정되는 제1 스위치 제어신호, 제2 스위치 제어신호 및 제3 스위치 제어신호를 제1 스위치(311), 제2 스위치(351) 및 제3 스위치(391)로 출력하고 직렬 커패시터 스위칭 박스(400)로 제1스위치(411)와 제2스위치(451)를 연결(온)하기 위한 제1스위치 제어신호, 제2스위치 제어신호를 출력하는 콘트롤러(700)는 입력부(600)를 통해 커패시터의 용량을 적은 스케일로 낮추기 위한 제어 입력을 수신한다.The first switch control signal, the second switch control signal, and the third switch control signal, which are set and fixed according to Coles tuning, are output to the first switch 311, the second switch 351, and the third switch 391, and serially The controller 700 outputs a first switch control signal and a second switch control signal for connecting (turning on) the first switch 411 and the second switch 451 to the capacitor switching box 400, the input unit 600 Receives a control input for lowering the capacitance of the capacitor to a small scale through

미세 튜닝을 위한 제어 입력의 수신에 따라, 콘트롤러(700)는 제1스위치(411) 및 제2스위치(451) 중 연결된 스위치를 오픈하여 병렬 커패시터 스위칭 박스(300)와 직렬 커패시터 스위칭 박스(400)에 따른 총 커패시턴스 용량을 적은 스케일로 낮춘다. 콘트롤러(700)는 병렬 커패시터 스위칭 박스(300)와 직렬 커패시터 스위칭 박스(400)의 추가적인 커패시터의 직렬 연결로 커패시터 총 용량을 낮출 수 있다. Upon reception of the control input for fine tuning, the controller 700 opens a connected switch among the first switch 411 and the second switch 451 to switch between the parallel capacitor switching box 300 and the series capacitor switching box 400. lowers the total capacitance capacity according to a small scale. The controller 700 may lower the total capacitor capacity by serially connecting additional capacitors of the parallel capacitor switching box 300 and the series capacitor switching box 400 .

미세 튜닝이 완료됨에 따라, 콘트롤러(700)는 미세 튜닝에 따라 설정되는 직렬 커패시터 스위칭 박스(400)의 1스위치 제어신호와 나아가 제2스위치 제어신호 등에 대응하는 스위치 설정 데이터와 병렬 커패시터 스위칭 박스(300)의 제1 스위치 제어신호 및 제2 스위치 제어신호와 나아가 제3 스위치 제어신호 등에 대응하는 스위치 설정 데이터를 비휘발성 메모리에 저장한다. As the fine tuning is completed, the controller 700 provides the switch setting data corresponding to the first switch control signal of the series capacitor switching box 400 and the second switch control signal set according to the fine tuning and the parallel capacitor switching box 300. ) Stores switch setting data corresponding to the first switch control signal, the second switch control signal, and the third switch control signal of the non-volatile memory.

여러 단계로 튜닝된 무선전력 전송장치(10)는 무선전력의 송출을 위한 동작시에 메모리에 저장된 스위치 설정 데이터를 로딩하고 대응하는 스위치(311, 351, 391, 411, 451)를 온/오프 제어가능하다. 또는, 무선전력 전송장치(10)는 설정된 딥 스위치를 통해 스위치(311, 351, 391, 411, 451)를 온/오프 제어 가능하다. 이에 따라, 무선전력 전송장치(10)는 인덕터(500)의 코일 등에 의한 설계, 제조상의 편차에도 설계치에 대응하는 공진 주파수의 공진 신호를 송출할 수 있어 고효율의 무선전력 전송이 가능하다. The wireless power transmitter 10 tuned in several steps loads the switch setting data stored in the memory during operation for transmitting wireless power and controls the on/off of the corresponding switches 311, 351, 391, 411, and 451. possible. Alternatively, the wireless power transmitter 10 can control on/off of the switches 311, 351, 391, 411, and 451 through a set dip switch. Accordingly, the wireless power transmitter 10 can transmit a resonant signal of a resonant frequency corresponding to a design value even with deviations in design and manufacturing due to the coil of the inductor 500, and thus high-efficiency wireless power transmission is possible.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the technical spirit of the present invention to those skilled in the art in the technical field to which the present invention belongs. It is not limited by drawings.

10 : 무선전력 전송장치
100 : 전원공급부
200 : 전송전원 스위치
300 : 병렬 커패시터 스위칭 박스
310 : 제1 직렬 스위치-커패시터 페어
311 : 제1 스위치 315 : 제1 커패시터
350 : 제2 직렬 스위치-커패시터 페어
351 : 제2 스위치 355 : 제2 커패시터
390 : 제3 직렬 스위치-커패시터 페어
391 : 제3 스위치 395 : 제3 커패시터
400 : 직렬 커패시터 스위칭 박스
410 : 제1 병렬 스위치-커패시터 페어
411 : 제1스위치 415 : 제1커패시터
450 : 제2 병렬 스위치-커패시터 페어
451 : 제2스위치 455 : 제2커패시터
500 : 인덕터
600 : 입력부
700 : 콘트롤러
20 : 입력 기기
30 : 무선전력 수신장치10: wireless power transmission device
100: power supply
200: transmission power switch
300: parallel capacitor switching box
310: first series switch-capacitor pair
311: first switch 315: first capacitor
350: second series switch-capacitor pair
351: second switch 355: second capacitor
390 third series switch-capacitor pair
391: third switch 395: third capacitor
400: series capacitor switching box
410: first parallel switch-capacitor pair
411: first switch 415: first capacitor
450: second parallel switch-capacitor pair
451: second switch 455: second capacitor
500: inductor
600: input unit
700: controller
20: input device
30: wireless power receiver

Claims (6)

전송 전원에 하나의 단자가 연결되고 직렬로 서로 연결되는 제1 스위치 및 제1 커패시터를 포함하는 제1 직렬 스위치-커패시터 페어와 상기 제1 직렬 스위치-커패시터 페어와 병렬로 연결되고 직렬로 서로 연결된 제2 스위치 및 제2 커패시터를 포함하는 제2 직렬 스위치-커패시터 페어를 포함하고 다른 하나의 단자가 상기 제1 직렬 스위치-커패시터 페어와 상기 제2 직렬 스위치-커패시터 페어에 연결되는 병렬 커패시터 스위칭 박스; 및
상기 병렬 커패시터 스위칭 박스에 연결되는 인덕터;를 포함하는,
무선전력 전송장치.A first series switch-capacitor pair including a first switch and a first capacitor having one terminal connected to transmission power and connected to each other in series, and a second switch-capacitor pair connected in parallel to the first series switch-capacitor pair and connected to each other in series. a parallel capacitor switching box including a second series switch-capacitor pair including 2 switches and a second capacitor, the other terminal of which is connected to the first series switch-capacitor pair and the second series switch-capacitor pair; and
Including, an inductor connected to the parallel capacitor switching box.
Wireless power transmission device. 제1항에 있어서,
상기 무선전력 전송장치는 무선전력 공급을 위한 공진 신호의 공진 주파수를 상기 병렬 커패시터 스위칭 박스를 제어하여 튜닝하는,
무선전력 전송장치.According to claim 1,
The wireless power transmitter tunes the resonance frequency of the resonance signal for wireless power supply by controlling the parallel capacitor switching box.
Wireless power transmission device. 제1항에 있어서,
제어 입력을 수신하는 입력부; 및
상기 제어 입력에 따라 상기 제1 스위치를 온 또는 오프하기 위한 제1 스위치 제어신호와 상기 제2 스위치를 온 또는 오프하기 위한 제2 스위치 제어신호를 출력하는 콘트롤러;를 더 포함하는,
무선전력 전송장치.According to claim 1,
an input unit receiving a control input; and
A controller outputting a first switch control signal for turning on or off the first switch and a second switch control signal for turning on or off the second switch according to the control input; further comprising,
Wireless power transmission device. 제1항에 있어서,
상기 전송 전원을 출력하거나 차단하는 전송전원 스위치; 및
상기 전송전원 스위치와 상기 병렬 커패시터 스위칭 박스 사이에 연결되거나 상기 병렬 커패시터 스위칭 박스와 상기 인덕터 사이에 연결되는 직렬 커패시터 스위칭 박스;를 더 포함하고,
상기 직렬 커패시터 스위칭 박스는 병렬로 서로 연결되는 제1스위치 및 제1커패시터를 포함하는 제1 병렬 스위치-커패시터 페어와 상기 제1 병렬 스위치-커패시터 페어와 직렬로 연결되고 병렬로 서로 연결되는 제2스위치 및 제2커패시터를 포함하는 제2 병렬 스위치-커패시터 페어를 포함하는,
무선전력 전송장치.According to claim 1,
a transmission power switch outputting or blocking the transmission power; and
Further comprising a series capacitor switching box connected between the transmission power switch and the parallel capacitor switching box or connected between the parallel capacitor switching box and the inductor,
The series capacitor switching box includes a first parallel switch-capacitor pair including a first switch and a first capacitor connected to each other in parallel and a second switch connected to the first parallel switch-capacitor pair in series and connected to each other in parallel. and a second parallel switch-capacitor pair including a second capacitor.
Wireless power transmission device. 제4항에 있어서,
제어 입력을 수신하는 입력부; 및
상기 제어 입력에 따라 상기 병렬 커패시터 스위칭 박스와 상기 직렬 커패시터 스위칭 박스를 제어하여 공진 신호의 공진 주파수를 튜닝하는 콘트롤러;를 더 포함하고,
상기 콘트롤러는 상기 입력부를 통한 제어 입력에 따라 상기 병렬 커패시터 스위칭 박스의 제1 스위치 및 제2 스위치를 제어하여 공진 신호의 공진 주파수를 콜스(coarse) 튜닝하고 콜스 튜닝 이후에 상기 입력부를 통한 제어 입력에 따라 상기 직렬 커패시터 스위칭 박스의 제1스위치 및 제2스위치를 제어하여 공진 신호의 공진 주파수를 미세(fine) 튜닝하는,
무선전력 전송장치.According to claim 4,
an input unit receiving a control input; and
A controller configured to tune a resonant frequency of a resonant signal by controlling the parallel capacitor switching box and the series capacitor switching box according to the control input;
The controller controls the first switch and the second switch of the parallel capacitor switching box according to the control input through the input unit to coarse-tune the resonant frequency of the resonance signal, and after coarse tuning, to the control input through the input unit. Fine tuning the resonant frequency of the resonant signal by controlling the first switch and the second switch of the series capacitor switching box according to the
Wireless power transmission device. 제1항의 무선전력 전송장치;
상기 무선전력 전송장치로 공진 신호의 공진 주파수 튜닝을 위한 제어 입력을 출력하는 입력 기기; 및
상기 무선전력 전송장치로부터 출력되는 공진 신호를 수신하고 수신된 공진 신호의 특성을 출력하는 무선전력 수신장치;를 포함하는,
공진 신호 튜닝 시스템.The wireless power transmission device of claim 1;
an input device for outputting a control input for tuning a resonant frequency of a resonant signal to the wireless power transmitter; and
A wireless power receiver for receiving a resonance signal output from the wireless power transmitter and outputting characteristics of the received resonance signal; including,
Resonant signal tuning system.
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