JP2009136133A - マルチ無接点充電システム及び制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】一つのマルチ無接点電力伝送装置で多数の無接点電力受信装置を充電できるようにし、全体の充電時間を節約し、さらに充電ブロックに異物が置かれても無接点電力受信装置及びマルチ無接点電力伝送装置が損傷しないようにする。
【解決手段】マルチ無接点電力伝送装置１０は無接点充電ケース１１が外体を成し、無接点充電ケース１１は上面に無接点充電テーブル１２を備える。無接点充電テーブル１２は１次側充電コア１３を備える複数個の充電ブロック１４を形成し、フルブリッジ共振型コンバーター２２が複数の充電ブロック１４にそれぞれ対応して複数設けられる。中央制御部２１の制御によって複数のフルブリッジ共振型コンバーター２２に個別的にそれぞれ変換された電力信号が伝送されるように、マルチゲートドライバーモジュール２３及び複数個の充電ブロック１４と繋がれる受信信号処理モジュール２４を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は無接点充電システムに関し、より詳しくは一つのマルチ無接点電力伝送装置で多数の無接点電力受信装置が充電されるように構成されて、多数の無接点電力受信装置の全体の充電時間が節約されるようにして、充電作動をしない充電ブロックに異物が置かれても無接点電力受信装置及びマルチ無接点電力伝送装置が損傷されないようにするマルチ無接点充電システムに関する。

一般的に携帯電話、ＰＤＡ、ＰＭＰ、ＤＭＢ端末機、ＭＰ３またはノートパソコンのようなポータブル無接点電力受信装置は移動しながら使うため、一般家庭の電源を直接にさして電源の供給を受けることができず、使い捨てバッテリーを装着したり、充放電の可能なバッテリーが装着される。

しかし、このような無接点電力受信装置用バッテリーに電気を充電させるための充電器は一般の電源から電気の供給を受けてバッテリーに電源供給線及び電源の供給端子を通じてバッテリーパックに電源を供給する端子供給方式が利用されている。しかし、このように端子供給方式で電源を供給すれば、充電器とバッテリーがお互いに結合されるとか分離する場合、両側の端子がお互いに違う電位差を持っていて端子部分で瞬間の放電の現象が発生される。こういうわけで両側の端子には、ますます異物が積もるようになって、これにより火災が発生するおそれもある。また端子が空気に直接に露出するから湿り気またはほこりがついて自然放電することがあるなど、充電器及びバッテリーの寿命と性能を低下させる問題点がある。

このような端子供給方式の問題点を解決するために、無接点充電器が開発されたのである。このような従来技術による無接点充電器は無接点充電器の１次コイルの上部に、充電しようとするバッテリーを内在した端末機を位置させると、バッテリーの２次コイルによって充電される。すなわち、１次コイルで発生する磁場によって２次コイルでは誘導起電力が発生することで、このように誘導される電気を充電するようになる。

しかし、このような従来の無接点充電器はただポータブル端末機に電力を供給するだけで、他の利用が限定されていて実用性に制限がある。

さらに、１次コイルで発生される磁場に対して金属が置かれると、磁場の変化によって１次コイルでの電力損失が相当であり、無接点充電器が破損することがあるなどの問題点がある。
大韓民国登録特許第０７５１６３５号公報 大韓民国登録特許第０８１９６０４号公報 大韓民国登録特許第０６４３９４１号公報 大韓民国登録特許第０５６６２２０号公報

前述のような問題点を解消するための本発明は一つのマルチ無接点電力伝送装置で多数の無接点電力受信装置が充電されるように構成することで、多数の無接点電力受信装置の全体の充電時間が節約されるようにする目的がある。

また、充電作動をしない充電ブロックに金属のような異物が置かれる場合には電力伝送が止められるようにして、無接点電力受信装置及びマルチ無接点電力伝送装置が損傷されないようにする目的がある。

さらに、新しい無接点電力受信装置を充電するために充電中であった他の無接点電力受信装置に触れても、充電作動が連続して安定的に成り立つようにして充電効率が向上するようにする目的がある。

前述のような目的を果たすための本発明によるマルチ無接点充電システムは、無接点で電力信号が無接点電力受信装置に発信するマルチ無接点電力伝送装置備えるマルチ無接点充電システムＡにおいて、前記マルチ無接点電力伝送装置は前記無接点電力受信装置に無接点で電力信号を送るためのフルブリッジ共振型コンバーター及び中央制御部を内在する無接点充電ケースが外体を成して、前記無接点充電ケースは上面に無接点充電テーブルを具備し、前記無接点充電テーブルは１次側充電コアを備えた複数個の充電ブロック１４を形成し、前記フルブリッジ共振型コンバーターは前記複数個の充電ブロック１４にそれぞれ対応して繋がれる形で複数個設けられ、前記中央制御部の制御によって前記複数個のフルブリッジ共振型コンバーターに個別的にそれぞれ変換された電力信号を伝送するようにするマルチゲートドライバーモジュールが具備されて、複数個の前記充電ブロックと繋がれて前記無接点電力受信装置から伝送される信号を処理して前記中央制御部に送る受信信号処理モジュールが設けられていることを特徴とする。

ここに、前記無接点充電ケースは前面に電源のオン／オフのスイッチ、信号入力のための入力パネルが設けられ、前記無接点充電テーブル及び複数の前記充電ブロックと、前記無接点電力受信装置の充電状態を表示するＬＣＤパネルと、充電状態ＬＥＤと、を備えて、電源供給部を内在させることができる。

また、前記中央制御部は電源供給部と繋がれてマルチ無接点電力伝送装置の電源を供給する電源供給ブロックと、前記ＬＣＤパネル及び前記充電状態ＬＥＤで表示信号を出力する信号出力ブロックと、前記マルチゲートドライバーモジュールと繋がれて前記１次側充電コアで発信される電力信号を送るゲート出力信号処理ブロックと、前記１次側充電コアの一側と繋がれて前記無接点電力受信装置から伝送される信号を処理する受信信号処理モジュールから伝送される信号を処理する受信信号処理ブロックと、前記電源供給ブロック、前記信号出力ブロック、前記ゲート出力信号処理ブロック、前記受信信号処理ブロックを制御する主制御部と、を備えるようにすることができる。

前記中央制御部は前記無線器機側で充電量に対するデータの情報を要請するように制御して、前記無線器機で伝送される充電量情報データ及び電力信号の電圧データが受信されると、伝送された電力信号の電圧データを判別して、判別された前記無線器機の電力信号の電圧データに対して伝送電力が補償されるように電力信号の周波数を演算して、補償された電力信号で前記無線器機側に送るために補償された周波数で電力信号を送って制御するようにすることができる。

また、前記無接点電力受信装置は前記マルチ無接点電力伝送装置の１次側充電コアと対応して磁場から誘導電流が発信されるようにする２次側充電コアと、前記２次側充電コアと繋がれて誘導電流を整流する整流部ブロックと、前記整流部ブロックと繋がれて電流をフィルタリングするフィルター部ブロックと、前記フィルター部ブロックと繋がれてバッテリーセルに電源が充電されるようにする充電回路部ブロックと、前記充電回路部ブロックと前記バッテリーセルの間に具備されて前記バッテリーセルに充電される電流を検出して前記バッテリーセルの充電状態の情報を電力受信装置制御部に送る保護回路部ブロックと、前記電力受信装置制御部に電源を供給するように具備される定電圧レギュレーターブロックと、前記整流部ブロック、前記フィルター部ブロック、前記充電回路部ブロック、前記保護回路部ブロック、前記定電圧レギュレーターブロックを制御する電力受信装置制御部と、を備えることができる。

また、前記電力受信制御部は前記フィルター部ブロックと繋がれて前記無接点電力伝送装置から伝送されて受信される電力信号のデータの情報に対する伝送信号を処理する電力信号処理ブロックと、前記充電回路部ブロックと前記保護回路部ブロックと繋がれて前記バッテリーセルに充電される充電量及び充電状態に対するデータの情報に相応する伝送信号を処理する充電信号処理ブロックと、器機コントローラーの制御によって発信される前記マルチ無接点電力伝送装置側に発送されるようにする充電量情報及び固有ＩＤに対するデータの情報を処理する信号処理ブロックと、固有ＩＤに対するデータの情報が保存されて、保護回路部ブロック、充電回路部ブロックから伝送される充電量情報データ及び充電状態に対するデータが一時的に保存されて、マルチ無接点電力伝送装置から伝送されるデータが保存される器機メモリー部と、器機コントローラーと、を備えることができる。

そして、前記マルチ無接点電力伝送装置の主制御部は充電作動する充電ブロックに対して充電の電力信号とともに個別の充電ブロックに対する固有のコード信号を発信するように制御し、前記器機コントローラーは前記マルチ無接点電力伝送装置から伝送される該当の充電ブロックに対する固有のコード信号を分析して、前記器機メモリー部は前記器機コントローラーから伝送される該当の充電ブロックに対する固有のコード信号のデータ値を保存することができるし、前記器機コントローラーは前記マルチ無接点電力伝送装置から受信された要請信号に対して受信される電力信号の電圧値に対するデータ値を前記マルチ無接点電力伝送装置側に伝送されるように制御することができる。

さらに本発明によるマルチ無接点充電システムの制御方法として、前記マルチ無接点充電システムＡが具備されて前記マルチ無接点充電システムＡが制御されるように具備されるマルチ無接点充電システムの制御方法において、
１) 前記マルチ無接点充電システムＡのマルチ無接点電力伝送装置で周期別で電力信号が１次側充電コアを通じて発信されるようにし、前記電力信号には無接点電力受信装置の固有ＩＤ値を呼び出す呼出信号が含まれるようにして、これに対する回答信号の受信を待機するスタンバイモード段階と、
２) 複数個の充電ブロックの中で何れか１か所の１次側充電コアを通じる負荷変調によって感知された感知信号を分別して物体を判別して、正常信号なのかを判別する物体感知段階と、
３) 感知された受信信号を分析して受信された無接点電力受信装置の固有ＩＤ信号が受信されたのかを判別する固有ＩＤ判別段階と、
４) 無接点電力受信装置から伝送された固有ＩＤで判別される場合にはマルチゲートドライバーモジュールを通じて該当の充電ブロックの１次側充電コアでフルパワー伝送電力が発信されるようにするフルパワー電力伝送段階と、
５）無接点電力受信装置に充電状態の情報を要請して、返信された無接点電力受信装置の充電情報によって充電程度を調節する充電調節段階と、
６) 無接点電力受信装置から満充電の情報を受信した場合に、該当の充電ブロックにあたるＬＣＤパネルまたは充電状態ＬＥＤに満充電の状態を表示して充電作動を停止する満充電の状態段階を具備することを特徴とするマルチ無接点充電システムの制御方法が提供される。

ここに、前記物体感知段階は複数個の充電ブロックの中で物体によって発生された負荷変調による感知信号に対して、該当の１次側充電コア及び受信信号処理モジュールを通じて感知された感知信号が正常信号ではない場合、異物感知モードに切り替えて、感知された異物が金属または電子機器の場合にはＬＣＤパネルまたは充電状態ＬＥＤに異物エラー表示をして、該当の充電ブロックに対する充電作動を停止する異物感知段階を備えることができる。

また、前記充電調節段階は、前記無接点電力受信装置側に充電量に対するデータの情報を要請する充電量情報要請段階と、
前記無接点電力受信装置で伝送される充電量情報データ及び電力信号の電圧データを受信する充電量情報受信段階と、
前記無接点電力受信装置から伝送された電力信号の電圧データを判別する段階と、
前記無接点電力受信装置から伝送された電力信号の電圧データに対して伝送電力を償うために補償される電力信号の周波数を演算する周波数の算出段階と、
補償された電力信号で前記無接点電力受信装置側に電力を伝送するために補償された周波数で電力信号を送る補償電力信号の伝送段階とを備えるようにすることができる。

本発明は一つのマルチ無接点電力伝送装置に多数の無接点電力受信装置が充電されるように構成されて、多数の無接点電力受信装置の全体の充電時間が節約されるようにする効果がある。

また、充電作動をしない充電ブロックに異物が置かれる場合には該当の充電ブロックでの電力伝送が止められるようにして、無接点電力受信装置及びマルチ無接点電力伝送装置が損傷されないようにする効果がある。

さらに、新しい無接点電力受信装置を充電するために充電の中であった他の無接点電力受信装置を触れても、充電作動が連続して安定的に成り立つようにして、充電効率が向上するようにするなどの卓越な効果がある。

前述のとおりに、本発明の好ましい実施例を参照して説明したが、本発明が属する技術分野で通常の知識を持った者によって特許請求範囲に記載した本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で、本発明を多様に修正または変形して実施することができる。

以下、添付図面を参照して、詳しく説明する。

図１は本発明によるマルチ無接点充電システムのマルチ無接点電力伝送装置に対する斜視図であり、図２は本発明によるマルチ無接点充電システムのマルチ無接点電力伝送装置に対する制御ブロック図であり、図３は本発明によるマルチ無接点充電システムの無接点電力受信装置に対するブロック図であり、図４は本発明によるマルチ無接点充電システムのマルチ無接点電力伝送装置に対する制御フロー図であり、図５は本発明によるマルチ無接点充電システムの無接点電力受信装置に対する制御フロー図であり、そして図６は本発明によるマルチ無接点充電システムの制御方法に対する制御ブロック図である。

また、図７〜図１２は本発明によるマルチ無接点充電システムにおいて電力制御による効率に対するグラフで、マルチ無接点電力伝送装置１０に対して無接点電力受信装置３０を移動したときの電力制御に対するグラフである。

そして、図１３は本発明による無接点電力伝送装置の実施例の構成図であり、図１４は本発明による無接点電力伝送装置の中央制御部の実施例の構成図である。

また、図１５及び図１６は本発明による無接点電力受信装置の構造に対する分解斜視図及び側断面図であり、図１７は本発明による無接点電力受信装置に対する充放電の繰り返し実験に対する効率グラフであり、図１８は本発明による無接点電力受信装置の無線器機制御モジュールに対する実施例の回路図であり、そして図１９は本発明による無接点電力受信装置の整流部材に対する実施例の回路図である。

すなわち、本発明によるマルチ無接点充電システムＡは、図１〜図１９に示されるように、無接点で電力信号を無接点電力受信装置３０側に発信するマルチ無接点電力伝送装置１０を含むものである。

図１に示すように、前記マルチ無接点電力伝送装置１０は、無接点充電ケース１１が外体を成し、無接点充電ケース１１の内部には前記無接点電力受信装置３０側に無接点の方式で電力信号を送るためのフルブリッジ共振型コンバーター２２及び中央制御部２１を内在する。

また、前記無接点充電ケース１１は、上面に無接点充電テーブル１２を備え、前記無接点充電テーブル１２には１次側充電コア１３を有する複数個の充電ブロック１４が形成されている。

したがって、前記フルブリッジ共振型コンバーター２２は、複数個の前記充電ブロック１４にそれぞれ対応するように繋がれて複数個設けられる。そして、前記中央制御部２１の制御によって複数個の前記フルブリッジ共振型コンバーター２２に個別的にそれぞれ変換された電力信号が伝送されるようにするマルチゲートドライバーモジュール２３が設けられ、また複数個の前記充電ブロック１４と繋がれて前記無接点電力受信装置３０から伝送される信号を処理して前記中央制御部２１に送る受信信号処理モジュール２４が設けられる。

そして、前記無接点充電ケース１１は、前面に電源のオン／オフのスイッチ１５１及び信号入力のための入力パネル１５２を備え、前記無接点充電テーブル１２及び複数の前記充電ブロック１４、そして前記無接点電力受信装置３０などの充電状態を表示するためのＬＣＤパネル１５３及び充電状態ＬＥＤ１５４が具備されて、電源供給部２５を内在して備える。

そこで、図１の例示のように無接点充電ケース１１の上面に形成される複数個の充電ブロック１４には、携帯電話、ＰＤＡ、ＰＭＰ、ＤＭＢ端末機、ＭＰ３またはノートパソコンのようなポータブル無接点電力受信装置３０が置かれるようになっており、ここに無接点電力受信装置３０が置かれれば、マルチ無接点電力伝送装置１０はこれを感知して充電作動をするようになる。

また、マルチ無接点電力伝送装置１０での充電作動を制御する前記中央制御部２１の構成をみると、図２に示すように、電源供給部２５と繋がれてマルチ無接点電力伝送装置１０の電源を供給する電源供給ブロック２１１と、前記ＬＣＤパネル１５３及び前記充電状態ＬＥＤ１５４で表示信号を出力する信号出力ブロック２１２と、前記マルチゲートドライバーモジュール２３と繋がれて前記１次側充電コア１３で発信される電力信号に対する制御信号を送るゲート出力信号処理ブロック２１３と、前記１次側充電コア１３の一側と繋がれて前記無接点電力受信装置３０から伝送される信号を処理する受信信号処理モジュール２４から伝送される信号を処理する受信信号処理ブロック２１４と、前記電源供給ブロック２１１、前記信号出力ブロック２１２、前記ゲート出力信号処理ブロック２１３、前記受信信号処理ブロック２１４などを含むマルチ無接点電力伝送装置１０の部材を制御する主制御部２１０と、を備える。

そして、マルチ無接点電力伝送装置１０の無接点充電ケース１１の上部の複数個の充電ブロック１４に置かれて充電される無接点電力受信装置３０の主要な構成は、図３のように、前記無接点電力伝送装置１０の１次側充電コア１３と対応して誘導電流が発信されるようにする２次側充電コア３２と、前記２次側充電コア３２と繋がれて誘導電流を整流する整流部ブロック３３（Rectifier Block）と、前記整流部ブロック３３と繋がれて電流、電力をフィルタリングするフィルター部ブロック３４（Smoothing Filter Block）と、前記フィルター部ブロック３４と繋がれてバッテリーセル３５に電源が充電されるように具備される充電回路部ブロック３６（Charger IC Block）と、前記充電回路部ブロック３６と前記バッテリーセル３５の間に具備されて前記バッテリーセル３５に充電される電流を検出して前記バッテリーセル３５の充電状態の情報を電力受信装置制御部３９に送ってバッテリーの過電圧、不足電圧（Under Voltage）、過電流、短絡などを感知するための保護回路部ブロック３７（Protection Circuit Module block、ＰＣＭ）と、前記電力受信装置制御部３９に電源を供給するように具備される定電圧レギュレーターブロック３８と、前記整流部ブロック３３、前記フィルター部ブロック３４、前記充電回路部ブロック３６、前記保護回路部ブロック３７、前記定電圧レギュレーターブロック３８を制御してＩＤ発生と充電状態をモニタリングするように具備される電力受信装置制御部３９（Power Receiver Controller）と、を備える。

また、前記電力受信装置制御部３９は、前記フィルター部ブロック３４と繋がれて前記無接点電力伝送装置１０から伝送されて受信される電力信号のデータの情報に対する伝送信号を処理する電力信号処理ブロック３９３と、前記充電回路部ブロック３６と前記保護回路部ブロック３７と繋がれて前記バッテリーセル３５に充電される充電量及び充電状態に対するデータの情報に相応する伝送信号を処理する充電信号処理ブロック３９４と、器機コントローラー３９０の制御によって発信される前記無接点電力伝送装置１０側に発送されるようにする充電量情報及び固有ＩＤに対するデータの情報を処理する信号処理ブロック３９２と、固有ＩＤに対するデータの情報が保存されて、保護回路部ブロック３７、充電回路部ブロック３６から伝送される充電量情報データ及び充電状態に対するデータが一時に保存されて、無接点電力伝送装置１０から伝送されるデータが保存される器機メモリー部３９１と、器機コントローラー３９０と、を備える。

以上のような構成を備えた本発明によるマルチ無接点充電システムＡは、マルチ無接点電力伝送装置１０の上部面の無接点充電テーブル１２が複数個の充電ブロック１４で形成されることから、一度に複数の無接点電力受信装置３０を充電することができる長所がある。

このように構成を備えた本発明によるマルチ無接点充電システムＡの充電作動をみると、下記のようである。

１）まず、マルチ無接点充電システムＡのマルチ無接点電力伝送装置１０において、中央制御部２１の制御によって、ゲート出力信号処理ブロック２１３−マルチゲートドライバーモジュール２３−フルブリッジ共振型コンバーター２２−各充電ブロック１４の該当の１次側充電コア１３などからなるゲート信号回線２３４を通じて周期別の電力信号が発信されるスタンバイモード段階Ｓ０１が遂行される。このようにスタンバイモード段階Ｓ０１では周期別で電力信号が１次側充電コア１３を通じて発信されるようにするが、このような電力信号には無接点電力受信装置３０の固有ＩＤ値を呼び出す呼出信号が含まれるようにして、これに対する回答信号の受信を待機させるようにする。

２）以後、スタンバイモード段階Ｓ０１を通じて固有ＩＤ値の呼出信号を発信してこれに対する回答信号を受信待機する中に、複数個の充電ブロック１４の中で何れかの１次側充電コア１３を通じる負荷変調による感知信号を受信するようになる物体感知段階Ｓ０２を遂行する。このように、任意の物体によって感知される場合は、携帯電話、ＰＤＡ、ＰＭＰ、ＤＭＢ端末機、ＭＰ３またはノートパソコンのように無接点充電が可能なポータブル無接点電力受信装置３０だけでなく、金属物質、非金属物質及び無接点充電が不可能な一般の電子機器なども充電ブロック１４上に置くことができる。したがってこれらのような任意の物体によって発生される負荷変調による信号を感知信号に受信することで、マルチ無接点電力伝送装置１０では、まず、充電ブロック１４の上面で物体が置かれたのかを分別して物体の有無を判別するようになる。

ここに、非金属のような場合または物体の移動による負荷変調の場合には、特別な問題が発生されない場合に、前記スタンバイモード段階Ｓ０１に転換されるようにできる。しかし、無接点充電が可能な無接点電力受信装置３０ではない場合で、金属物体または無接点充電が不可能な電子機器の場合には、充電作動による発熱及び器機作動異常などの現象が発生するおそれがある。

したがって、前記物体感知段階Ｓ０２は、このような異物（ＰＭＤ、Parasitic Metal Detection）を感知する段階である異物感知段階Ｓ０２１が含まれるようにする。すなわち、異物感知段階Ｓ０２１は複数個の充電ブロック１４の中で物体によって発生された負荷変調による感知信号に対して、該当の１次側充電コア１３及び受信信号処理モジュール２４を通じて感知された感知信号が正常信号か否かを判別することで、中央制御部２１の制御によって発信される信号に対し、負荷変調による受信信号を比べて信号判別が不可能な正常ではない信号か否かを判別するようにする。したがって、このように、異物に感知される場合には該当の充電ブロック１４は異物感知状態に切り替えて、感知された異物が金属または電子機器の場合にはＬＣＤパネル１５３または充電状態のＬＥＤ１５４に異物エラー表示をして、該当の充電ブロック１４に対する充電作動を停止するように作動される（ＰＭＤ Error、Parasitic Metal Detection Error）。

３）しかし、感知された受信信号が無接点充電が可能な無接点電力受信装置３０の固有ＩＤに対するデータと判別される場合には、負荷変調によって感知された信号を分析判別する固有ＩＤ判別段階Ｓ０３を遂行する。ここに前記スタンバイモード段階Ｓ０１で、無接点電力受信装置３０の探索のための信号を送ることとともに、無接点電力受信装置３０の固有ＩＤのデータ値も要請する要請信号を一緒に発信することで、これに対して無接点電力受信装置３０では２次側充電コア３２によって発生される誘導電流が整流部ブロック３３を通じて整流された後、フィルター部ブロック３４を通じてフィルタリングされる。このような過程の中で受信された固有ＩＤ要請情報は電力受信装置制御部３９の器機コントローラー３９０に伝送されて、これによって器機メモリー部３９１に保存された該当の無接点電力受信装置３０の固有ＩＤデータ値を信号処理ブロック３９２を通じてマルチ無接点電力伝送装置１０側に送るようにする。したがって、固有ＩＤ判別段階Ｓ０３ではマルチ無接点電力伝送装置１０の１次側充電コア１３と繋がれる受信信号処理モジュール２４で、負荷変調によって受信された受信信号が処理されて、受信信号処理ブロック２１４を通じて中央制御部２１の主制御部２１０に伝送される。ここに、主制御部２１０では、まず受信されたデータが正常な無接点電力受信装置３０の固有ＩＤデータ形態なのかの可否を判別して、以後に正常な無接点電力受信装置３０で発信された固有ＩＤデータなのかを判別して、無接点充電が可能な正常器機なのかを判別する。

４）ここに、無接点電力受信装置３０から伝送された固有ＩＤと判別された場合には、マルチゲートドライバーモジュール２３を通じて該当の充電ブロック１４の１次側充電コア１３でフルパワー伝送電力が発信されるようにするフルパワー電力伝送段階Ｓ０４を遂行する。

このようなマルチ無接点電力伝送装置１０でのフルパワー電力伝送段階Ｓ０４の過程を見れば、中央制御部２１の主制御部２１０から充電ブロック１４の上部に正常な無接点電力受信装置３０が載せられたことと判断することで、ゲート出力信号処理ブロック２１３及びゲート信号回線２３４を通じて電力信号の発信による制御信号を発信するようになる。

このような電力信号の発信による制御信号は、マルチゲートドライバーモジュール２３に伝送されて該当のフルブリッジ共振型コンバーター２２を経て、該当の充電ブロック１４の１次側充電コア１３に電力信号が伝送され、誘導磁場の発生で電力信号が無接点電力受信装置３０に伝送される。

このような一連の過程の中で、ゲート信号回線２３４及びマルチゲートドライバーモジュール２３の構成は次のような実施例の構成で構成されることができる。

まず、ゲート信号回線２３４が各充電ブロック１４別に該当する複数個の信号回線で構成されることができる。したがって、主制御部２１０の制御信号は各ゲート信号回線２３４の個別の該当の信号回線を通じてマルチゲートドライバーモジュール２３に伝送されることで、これに対するマルチゲートドライバー２３はゲート信号処理するゲート信号変換部２３２、処理された信号を該当のフルブリッジ共振型コンバーター２２に送るための出力ドライバー２３３、そしてゲート制御部２３１などを備えて構成されることができる。

したがって、ゲート信号回線２３４が個別の充電ブロック１４に対応する複数個の信号回線で構成され、これによって主制御部２１０で複数個の出力信号の処理部材を含むゲート出力信号処理ブロック２１３を通じて個別の充電ブロック１４別に個別の制御信号を送るように構成されることで、マルチゲートドライバーモジュール２３のゲート信号変換部２３２は個別の充電ブロック１４別に対応される複数個の変換部材で構成されることができる。

そして、このようなマルチゲートドライバーモジュール２３での信号の送受信及び信号処理をゲート制御部２３１で制御するように構成されることができる。このような実施例では主制御部２１０で発信される制御信号が該当の充電ブロック１４に対応する部材に伝送されて、これによる電力信号が発信されて誘導磁場が安定的に発信されて小さな大きさのマルチ無接点電力伝送装置１０の構成に適する長所がある。

また、マルチゲートドライバーモジュール２３及びゲート信号回線２３４の他の実施例では、ゲート信号回線２３４を単一の回線で構成することができる。また、ここに対応するマルチゲートドライバーモジュール２３のゲート信号変換部２３２も単一の変換部材（または複数個の変換部材）で構成することもできる。

これに対して、主制御部２１０ではマルチゲートドライバーモジュール２３側に制御信号を発信するが、制御信号では変換信号に先立って該当の充電ブロック１４に対するコード信号を一緒に送るようにし、これを受信するマルチゲートドライバーモジュール２３のゲート制御部２３１では主制御部２１０から伝送される制御信号がどの充電ブロック１４にあたる信号なのかを判別し、信号変換された電力信号を該当の充電ブロック１４に対するフルブリッジ共振型コンバーター２２に送るように構成することができる。

したがって、主制御部２１０とマルチゲートドライバーモジュール２３による構成を単純化することができて、マルチ無接点電力伝送装置１０及び無接点電力受信装置３０が大型に製作される場合に適するように構成することができる。

５）そして、無接点電力受信装置３０に充電状態の情報を要請して返答された無接点電力受信装置３０の充電の情報によって、充電の程度を調節する充電調節段階Ｓ０５を遂行する。

ここに、無接点電力受信装置３０ではフルパワー電力伝送段階Ｓ０４の以後に器機コントローラー３９０の制御によって整流部ブロック３３、フィルター部ブロック３４を通じて供給される電源を、充電回路部ブロック３６及び保護回路部ブロック３７などによってバッテリーセル３５に充電するように制御する。

このような充電動作に対して器機コントローラー３９０は、充電回路部ブロック３６及び保護回路部ブロック３７を通じてバッテリーセル３５に充電される状態に対する情報の入力を受けて、これによって充電状態の情報を器機メモリー部３９１に臨時に保存するようにする。さらに、バッテリーセル３５に満充電の状態になる場合には、充電回路部ブロック３６を制御して充電動作を停止するようにし、また信号処理ブロック３９２を通じて満充電の情報を２次側充電コア３２から発生されるようにする。また、充電されたバッテリーセル３５での電圧が一定の基準の電圧より低い場合には、また充電状態に転換されて充電作動を続けることができる。しかし、満充電の状態と判別されれば、充電状態を終了するようになる（No Operation）。

したがって、充電調節段階Ｓ０５でマルチ無接点電力伝送装置１０の主制御部２１０では、無接点電力受信装置３０の段階別の充電程度に対する状態情報を要請するようにして、これに対して無接点電力受信装置３０の器機コントローラー３９０ではバッテリーセル３５の充電状態の情報データを負荷変調の方式を通じてマルチ無接点電力伝送装置１０に送るように構成される。

このように、無接点電力受信装置３０から伝送される充電情報は受信信号処理モジュール２４を通じて受信信号処理ブロック２１４と繋がれる主制御部２１０に伝送される。このような受信信号処理モジュール２４は、個別の充電ブロック１４で負荷変調によって検出される信号の入力を受ける複数個の受信信号入力部２４３と、各充電ブロック１４の負荷変調による検出信号を変換する受信信号処理部２４２と、受信信号処理モジュール２４の作動を制御する受信信号制御部２４１と、を構成することができる。

したがって、負荷変調によって受信される無接点電力受信装置３０の伝送情報は受信信号処理モジュール２４で個別の充電ブロック１４によって信号が変換処理された後、受信信号処理ブロック２１４を通じて主制御部２１０に伝送される。

このような受信信号処理モジュール２４では、一般的に多数の増幅器、ＬＰＦ、ＯＲ回路などを内在して構成されることができる。特に、このような受信信号処理モジュール２４の受信信号処理部２４２及び受信信号回線２４４などの構成は、先に説明したマルチゲートドライバーモジュール２３に対する実施例のように、該当の充電ブロック１４別に固有コードがともに発生されるようにする単一の部材で構成されることができるし、また複数の部材で構成されることもできる。

すなわち、各充電ブロック１４別に負荷変調による信号が伝送されれば、複数個で構成される実施例の受信信号処理部２４２では各信号を個別に処理した後、受信信号回線２４４の個別の回線を通じて主制御部２１０に信号を送るようになる。したがって、個別に分離する信号処理及び回線によって該当の充電ブロック１４で発生される信号が正確に主制御部２１０に伝送されて処理されるため、安定的にシステムを運営することができる。また、前述のマルチゲートドライバーモジュール２３のように小型の器機に適するように適用されることができる。

さらに、受信信号処理部２４２及び受信信号回線２４４が単一で構成される実施例では、受信信号制御部２４１の制御によって、負荷変調による受信された信号がどの充電ブロック１４に対する受信信号なのかを判別するようにして、これによって信号処理された受信信号は受信信号処理ブロック２１４を通じて伝送の時、該当の充電ブロック１４に対するコード信号がともに分類されるように送ることで、主制御部２１０では個別の充電ブロック１４に対する受信信号別で信号の入力を受け、個別の信号を分類した後に処理するようになる。したがって、このような単一の部材の構成は全体の部材の構成を単純化して適用されるようにする長所がある。

そこで、マルチ無接点電力伝送装置１０は、該当の充電ブロック１４で充電作動している無接点電力受信装置３０に充電程度に対するデータの情報を、該当の充電ブロック１４によるマルチゲートドライバーモジュール２３及び1次側の充電コア１３を通じて要請するようし、これに対して該当の無接点電力受信装置３０では、充電回路部ブロック３６及び保護回路部ブロック３７などを通じて受信されたバッテリーセル３５の充電程度に対するデータの情報を送るようにする。

そして、このような情報は個別の充電ブロック１４の1次側の充電コア１３及び受信信号処理モジュール２４を通じて、主制御部２１０に伝送される。

そこで、該当の無接点電力受信装置３０の充電程度に対するデータによって、中央制御部２１の主制御部２１０では信号出力ブロック２１２を通じて、ＬＣＤパネル１５３には文字または図形を通じて、充電程度または状態情報を表示して、充電作動の中であることを充電状態ＬＥＤ１５４で表示されるように制御するようにする。ここに、ＬＣＤパネル１５３では該当の充電ブロック１４の番号と一緒に充電状態を表示するようになる。また、個別の充電ブロック１４別に充電状態ＬＥＤ１５４が点灯されることを区別して表示されるようにするが、充電状態ＬＥＤ１５４のランプ点灯の一例を見れば、消えていれば充電作動が停止状態であり、点滅点灯されれば充電が進行中であり、満充電の時には緑色灯、そして異物エラー、固有ＩＤエラーなどのエラーの時には赤色灯に点灯されるように構成することができるなど、多様な点灯方法によって作動させることができる。

このような一連の充電過程の中で、無接点電力受信装置３０が無接点充電テーブル１２の該当の充電ブロック１４から移動される場合には、マルチ無接点電力伝送装置１０の該当の充電ブロック１４から発信される電力信号を変化させて無接点電力受信装置３０での充電効率を極大化するように構成することができる。

６）以後、無接点電力受信装置３０から満充電の情報を受信すれば、該当の充電ブロック１４にあたるＬＣＤパネル１５３または充電状態のＬＥＤ１５４に満充電の状態を表示して充電作動を停止する満充電の状態段階Ｓ０６を遂行して、該当の充電ブロック１４に対する充電作動を停止するようにする。

このように、停止された充電ブロック１４に対しては、使用者が満充電された無接点電力受信装置３０を取り除いた後、再度、作動開始の信号を入力するまで待機状態であるようにすることが好ましい。

また、異物の感知段階で異物を感知する異物エラー状態、またはＩＤエラー状態になる場合には、エラー状態を表示した後に該当の充電ブロック１４に対する作動を停止し、マルチ無接点電力伝送装置１０、無接点電力受信装置３０またはその他の金属物質及び電子機器に対する安全性を確保するようにする。したがって、このようにエラー発生で該当の充電ブロック１４の作動が止められた場合にも、使用者による再作動の信号の入力を受けるようになるまで、待機状態であるようにすることが好ましい。

もちろん、エラー状態または満充電の状態に対して、周期的にパルス信号を発信して、これによる負荷変調による信号によって、満充電された無接点電力受信装置３０が除去されたとか、異物が除去されたなどによってエラーが解消されることを感知した場合にも、正常なスタンバイモード段階に転換されるようにすることもできる。

また、前記マルチ無接点電力伝送装置１０の主制御部２１０は、充電作動する充電ブロックに対して充電の電力信号とともに個別の充電ブロック１４に対する固有のコード信号が発信されるように制御することができるし、ここに前記器機コントローラー３９０は前記マルチ無接点電力伝送装置１０から伝送される該当の充電ブロック１４に対する固有のコード信号を分析し、前記器機メモリー部３９１は前記器機コントローラー３９０から伝送される該当の充電ブロック１４に対する固有のコード信号のデータ値を保存するようにすることもできる。

さらに、前記器機コントローラー３９０は、前記マルチ無接点電力伝送装置１０から受信された要請信号に対して受信される電力信号の電圧値に対するデータ値を、前記マルチ無接点電力伝送装置１０側に伝送されるように制御する。

そして、電源供給部２５に供給される電源では、コンピューターのＵＳＢポートの電源、ＡＣアダプター、シガージャックなどから入力される電源が供給されることができる。

また、充電過程の中で該当の充電ブロック１４またはマルチ無接点電力伝送装置１０の温度を検出する温度検出部２６を備え、温度検出部２６で検出される温度によって過熱される場合には該当の充電ブロック１４の作動が止められるようにすることもでき、またマルチ無接点電力伝送装置１０が全体的に過熱される場合には、全体システムの作動が一時的に止められるように構成することもできる。

さらに、電源供給部２５、マルチゲートドライバーモジュール２３、個別のフルブリッジ共振型コンバーター２２または受信信号処理モジュール２４などには、それぞれ電流の流れを見張るようにする電流のセンシング部材を一緒に具備するようにすることができるし、このような電流センシング部材によって該当の部材が過電流、過電圧の状態になれば、該当の部材と係わる充電ブロック１４の作動を停止するとか、システムの作動を停止するようにして、これに対する信号を発信するように構成することもできる。

ここに、図１３は本発明よるマルチ無接点電力伝送装置の実施例の構成図で、構成の一実施例を見れば、無線電力伝送機（Wireless Power Transmitter）が無線器機である無接点電力受信装置に内蔵された受信モジュールとＩＤ通信のためのコントロールロジックとＬＣの共振を通じて誘導起電力を発生させるためのフルブリッジ共振型コンバーターを駆動するためのプレドライバー（pre-driver）を内蔵することができる。そして、各種パラメーターを保存するためのＥＥＰＲＯＭと、通信のためのＳＰＩコントローラーを内蔵することができる。システム動作のためのクロック入力ポート、無線器機の充電状態表示のためのＬＣＤバックライト（Backlight）と、ＬＣＤポートを制御するための入出力ポートを内蔵することができる。無線器機の動作の可否を確認するためのＬＥＤ入出力ポート、ＤＣ動作電源のＶＣＣ及びＧＮＤ入力ポート、送信コイルの温度を感知して内蔵コンパレーター（Comparator）の比較器を通じて一定の温度の以上なら、動作を止めるためのシャットダウンポートが構成されることができる。

そして、図１４は本発明によるマルチ無接点電力伝送装置の中央制御部の実施例の構成図で、中央制御部が単一のモールドで構成されて実施されることもできるのが分る。このような単一のチップでは、無線電力伝送の機能ができるようにして、ＦＥＴプレドライバーの出力機能、アナログ部はＩＤ検出のためのコンパレーター内蔵、パワーオンリセット（Power-on Reset）、５Ｖ、ＶＣＣ−５Ｖ、３．３Ｖの定電圧レギュレーター(短絡の時のシャットダウン機能を含む)、送信部のコイルの温度を検出するための入力ポートが含まれて構成されることもできる。また、デジタル部は直列通信のためのＳＰＩインターフェース、無接点電力伝送制御を担当するロジック、外部システムのクロックオシレーター増幅器が含まれることができる。ＬＥＤ、バックライト、ＬＣＤなどを駆動するための多数の入出力ポートを内蔵して構成されることができる。

そして、図１８は本発明による無接点電力受信装置の無線器機の制御モジュールに対する実施例の回路図で、無接点電力受信装置３０の装置制御の部材が単一のモールドで構成されることができるのが分る。すなわち、マルチ無接点電力伝送装置１０と無線通信する機能とＩＤ発生のためのプレドライバーとＦＥＴ、アナログの入力のためのコンパレーター（Comparator）、アナログユニットとしてパワーオンリセット（Power-on Reset）、クロックオシレーター回路（Clock Oscillating Circuit）、６４ビット内外装ＩＤ及びコントロールロジックなどの部材が構成されて実施されることもできる。このようなモールドによって、バッテリー電圧を感知するによって再充電モードに転換されるようにする機能、充電ＩＣの満充電の状態値をフィードバックで受けることができる機能、暗号化コードを認識するための位相の検出機能などを遂行することができるし、その外の外部のＤＣ／ＤＣコンバーターまたは充電ＩＣの制御のための出力ポート、電力のアップまたはダウンを制御するためのアナログの入力及び比較器、各種のモード設定のための入出力ポートなどが設計されることができる。

また、図１９は本発明による無接点電力受信装置の整流部材に対する実施例の回路図で、マルチ無接点電力伝送装置１０から伝送される電力信号を処理するようにする部材が単一のモールドに形成されて実施されることができるのを例示している。

このようなモールドの構成を見ると、同期整流チップは、誘導起電力を利用した電力受信バッテリーシステムで、受信モジュール側の電力調整を補助する。したがって、電力損失と発熱を最小化するための受信コイルからＤＣ電圧を発生させるための同期整流器（Synchronous Rectifier）、充電回路に一定の電圧を供給するために、整流器出力を先制御するのに使う強圧コンバーターが構成されることができる。このような強圧コンバーターは整流器出力レベルの低減とマイクロチップインダクターを使えるように、高速の２ＭＨｚでスイチングすることができる。また、強圧コンバーターの出力はリニア充電回路の入力で使われることができるし、内蔵したリニア充電機能はバッテリーをＣＣ／ＣＶで充電することができるし、この時に充電電流を設定するように設計されることができる。このようなリニア充電機能はバッテリーの充電状態をフィードバックで受けることができる満充電の状態のポートを内蔵しているし、外部のシステム制御ＩＣであるパワーレシーバーチップ（無線器機制御モジュール）に電源を供給するための２．８５Ｖの出力電圧を持っているＬＤＯを内蔵することができて、最大１０ｍＡまで電流を供給することができる。

そして、このような同期整流チップは低発熱、整流端の小さな０．４Ｖドロップ特性、高効率のための２ＭＨｚの強圧コンバーターの内蔵、最大の入力電圧を２０Ｖ程度に維持することができて、マイクロＳＭＤパッケージでバッテリーパックに内蔵が可能であり、数百ｋＨｚ帯域の無接点電力伝送に最適化されているし、強圧コンバーターのＰＦＥＴのＲｄｓｏｎ値が２４０ｍオームと小さくて、最大の負荷電流は７００ｍＡ、２．８５Ｖ＠１０ｍＡのＬＤＯを内蔵することができる。

次に、充電調節段階Ｓ０５で電力制御の過程を詳しく見れば、次のようである。

すなわち、マルチ無接点電力伝送装置１０の１次側充電コア１３によって伝送される電力信号は、無接点電力受信装置３０の２次側充電コア３２を通じて伝送されて、このような電力信号の入力電圧の強さに対する情報を、器機コントローラー３９０で受信するようになる。ここに、受信される電力信号の電圧（一例で５Ｖ程度）が安定的な電圧に伝送されることを感知すれば、これを一定に維持するように構成することが好ましい。ここに、受信される電力信号の電圧が低い電圧に受信されるとか、または非常に高い電圧に受信される場合には、電圧調整に対する情報を負荷変調の方式でマルチ無接点電力伝送装置１０に送って、一定の電圧に受信されるようにすることができる。そして、一定の電圧に調整されれば、無接点電力受信装置３０の充電回路部ブロック３６の充電ＩＣの動作をアクティブ状態で作って、電力をバッテリーセル３５に充電するように器機コントローラー３９０で制御するようにする。

このように、マルチ無接点電力伝送装置１０から伝送される電力で、無接点電力受信装置３０のバッテリーセル３５に充電されるように進行するようになれば、バッテリーセル３５の充電の進行中に、バッテリーセル３５の安定などを保護回路部ブロック３７によって判別されるようにして安定の充電が進行されるようにする。

このようなマルチ無接点電力伝送装置１０及び無接点電力受信装置３０からなるマルチ無接点充電システムＡの充電作動中に、マルチ無接点電力伝送装置１０の該当の充電ブロック１４の上に置かれた無接点電力受信装置３０が移動されれば、１次側充電コア１３と２次側充電コア３２の位置が変動し、無接点電力受信装置３０で受信される電力信号の受信率が低下するようになる。それで、図７及び図８のように、中心から水平または垂直方向で遠くなるほど、１次側充電コア１３と２次側充電コア３２が非効率的に位置し、誘導起電力が無接点電力受信装置３０で十分に発生されない。

したがって、本発明のマルチ無接点充電システムＡでは、該当の充電ブロック１４の上に置かれた無接点電力受信装置３０に受信される電力信号の電圧が基準値より低くなれば、これを補強して伝送されるようにマルチ無接点電力伝送装置１０に補償に対する要請信号を送るようになる。

一例として、基準の電圧を受信される電力信号の電圧を５Ｖにして、基準の偏差値を０．５Ｖにして仮定する場合に、無接点電力受信装置３０の移動で４．５Ｖより低い電圧に受信されれば、０．５Ｖ程度が昇圧されて伝送されるように無接点電力受信装置の制御モジュール３９の器機コントローラー３９０から制御し、ここに信号処理ブロック３９２を経て２次側充電コア３２で昇圧要請信号が発信されるようにする。

ここに、マルチ無接点電力伝送装置１０では、０．５Ｖの昇圧要請信号に対する増強された電力信号を発信するようになる。すなわち、マルチ無接点電力伝送装置１０での出力される発信電力を増強する方式の例で、発振周波数が変化されるように制御することができる。

このように、マルチ無接点電力伝送装置１０で発信される電力信号が無接点電力受信装置３０の位置の変化に従って調節されるように具備されることで、このような位置の変化による充電効率が図７〜図１２に図示されている。

すなわち、図７〜図１０は、無接点電力受信装置の２次側の基準電力を２．５Ｗ程度の場合として、無接点電力受信装置３０がマルチ無接点電力伝送装置１０の該当の充電ブロック１４の上で水平方向及び上下垂直の方向に、それぞれ−７ｍｍ〜７ｍｍの間で移動させながら測定されるマルチ無接点電力伝送装置での１次側の電力（Ｗ）及び無接点電力受信装置での２次側の電力（Ｗ）、及びそれによる効率（％）などを現わした。ここで、効率（％）はマルチ無接点電力伝送装置の１次側の入力の電力に対して、無接点電力受信装置の２次側に印加される出力側の電力に対する効率（（２次側の電力／１次側の電力）＊１００）で現わした。

そして、本発明による発信の電力補償が、０．５Ｗ段階として示されていて、これに対し図７及び図８では無接点電力受信装置側の２次側の電力が２〜２．５Ｗの間のグラフを示し、マルチ無接点電力伝送装置１０と無接点電力受信装置３０の水平距離及び垂直距離の変化に対してマルチ無接点電力伝送装置１０での周波数の変化による電力信号の補償なしに充電された場合の充電の効率を示している。すなわち、マルチ無接点電力伝送装置１０に対して無接点電力受信装置３０が水平方向または垂直方向に移動する場合には、無接点電力受信装置３０の２次側の電力が中心から遠くなるほど低下し、その効率が低くなることを示している。

しかし、これと比較される図９（水平方向の移動によるグラフ）及び図１０（上下垂直方向の移動によるグラフ）のような本発明によるマルチ無接点充電システムＡでは、マルチ無接点のバッテリーパック(マルチ無接点電力伝送装置１０の一例)の充電ブロック１４の上部面で無接点電力受信装置３０が水平方向及び垂直方向にそれぞれ移動されるによって、無接点電力受信装置での受信電力の電圧変化の情報が伝送されることで、マルチ無接点電力伝送装置１０で周波数の変化を通じて電力を制御することによるその効率を示している。また、安定的に電力の伝送が成り立つことを示し、これによって電力伝送の効率も良好の状態なのが分かる。

そして、図１１は水平方向の移動に対する効率グラフであり、図１２は上下方向への移動に対する効率グラフで、周波数の変化による電力伝送の補償作動をしない場合（下側の曲線グラフ、固定パワー）より、周波数の変化による電力伝送の補償作動をする場合（上側の四角点グラフ、パワーコントロール）の効率が良好であるのが分かる。

したがって、マルチ無接点電力伝送装置１０及び無接点電力受信装置３０からなるマルチ無接点充電システムＡの無接点電力伝送によって、電源の供給が安定した状態で成り立つことで、マルチ無接点充電システムＡのマルチ無接点電力伝送装置１０及び無接点電力受信装置３０を安定したシステムで利用することができる。

特に、このような無接点電力伝送が進行される充電調節段階Ｓ０５での電力補償による充電方式は、本発明のようにマルチ無接点電力伝送装置１０に複数個の充電ブロック１４を備える構成で、最もよい充電方式として利用されることができる。

すなわち、図１のように無接点充電テーブル１２の上部に複数個の充電ブロック１４が構成される状態で、多様な種類からなる無接点電力受信装置３０が位置されて充電作動をするようになる。

ここに、無接点電力受信装置３０としては、携帯電話、ＰＤＡ、ＰＭＰ、ＤＭＢ端末機、ＭＰ３またはノートパソコンのようなポータブル無接点電力受信装置が利用されることができることで、一側の充電ブロック１４に一つの無接点電力受信装置が置かれた状態で無接点に充電作動されている際に、他の側の充電ブロックに他の無接点電力受信装置が置かれて充電が新たに進行されることができる。

ここに、使用者がすでに充電作動している無接点電力受信装置を触れるとか、またはマルチ無接点電力伝送装置１０が揺れる場合には、該当の充電ブロック１４の１次側充電コアと充電中であった無接点電力受信装置の２次側充電コアの位置が変化するおそれがある。ここに、前述のような充電の電力補償によって充電中であった無接点電力受信装置に安定した電圧で充電されるように具備されるから、該当の器機が満充電される過程の中に大きな問題なしに充電作動を継続させることができる。

また、本発明のマルチ無接点充電システムＡは、それぞれの個別の充電ブロック１４に無接点電力受信装置が置かれて充電されることで、小さな大きさの携帯電話が利用されることができるが、無接点充電が可能な大きさの大きい無接点電力受信装置が置かれて充電されることもできる。

ここに、該当の無接点電力受信装置の２次側充電コアは、一つの充電ブロックの１次側充電コアと対応して充電作動を行うことができるが、無接点電力受信装置が大きく、２次側充電コアが形成されなかった無接点電力受信装置の他の部分は、他の充電ブロックの上に置かれるようになる。この時に他の充電ブロックを通じて異物エラー状態に転換されて電力伝送が止められるようにして、無接点電力受信装置の他の部分が損傷されることを防止することができる長所がある。

また、無接点電力受信装置の金属ラインのような部分でも、無接点充電作動にならず、このような部分が位置される充電ブロックも異物エラー状態に転換されて電力伝送が止められるようになる。したがって、大きさの大きい無接点電力受信装置に対して、２次側充電コアが位置される充電ブロックでばかり、無接点充電作動をするようになって、無接点電力受信装置及びマルチ無接点電力伝送装置が安定的に電力伝送による充電作動が成り立つのである。

さらに、本発明による無接点電力受信装置３０は、図１５〜図１９に示されるように、マルチ無接点電力伝送装置１０の１次側充電コア１３及び無接点電力受信装置３０の２次側充電コア３２によって発生される磁場から、無接点電力受信装置３０及びバッテリーセル３５を保護するようにする遮蔽部材が具備される。

まず、図１５は、無線電力受信モジュールを有する無接点電力受信装置３０の構成を示す分解斜視図で、コイル、ファインメタル、薄膜アルミニウム（ホイルなど）、リチウムイオンまたはリチウムポリマーからなる無接点電力受信装置は、磁場を１００％遮断するために、薄膜アルミニウムを入れてセルに影響がないようにして、セルのサイクルが５００回以上まで充放電が可能になるようにする。ここで、２次側充電コアの形状はすべての形態のコアを含む。すなわち四角形状、円形状または楕円形状などで、巻心コイル、スパイラルコアなど多様に具備することができる。そして、無線電力受信モジュールを備える無接点電力受信装置３０は、充電用バッテリーセル３５の一側に電力受信装置制御部３９及び充電回路部ブロック３６などの部材を含んで構成された無線電力受信回路（Wireless Power Receiver Circuits）４０を具備し、無線電力受信回路４０は覆う磁場を阻む遮蔽部材４１を備えて構成することができる。

そして、前記バッテリーセル３５を中心にして下側と前後左右の方向に具備されて、１次側充電コア及び２次側充電コア３２の磁場を遮蔽して、前記バッテリーセル３５を磁場から保護する遮蔽板４２，４３，４４，４５，４６を備える。

それで、バッテリーセル３５の前後左右及び下側方向である総５方向にそれぞれ遮蔽板４２，４３，４４，４５，４６を備えて、１次側充電コア及び２次側充電コア部３２によって発生される磁場を完全に遮断して、磁場から充電用バッテリーセル３５が損傷されることを防止したのである。これに加えて、必要な場合にはバッテリーセル３５の上面も別途の遮蔽板を備えることができるし、この時にはバッテリーセル３５の周りが完全に密閉されることによる温度の上昇が生じないようにすれば問題ない。

このような、遮蔽板４２，４３，４４，４５，４６及び遮蔽部材４１はアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）合金により、薄い板体に形成されることができる。

そして、前記バッテリーセル３５の下側の遮蔽板４６と２次側充電コア３２が具備される充電レシーバーモジュール３２１の間に、２次側充電コア３２に誘導される磁場がよく誘導されるように磁性板４８を備えた。このような磁性板４８は非晶質系統のフェライト系列、Ｍｎ−Ｚｎ（５０重量部:５０重量部）、Ｎｉ−Ｆｅ（８０重量部:２０重量部）、またはファインメタル（Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｕ−Ｎｂ）などから構成されることができる。

このような前記磁性板４８は、前記遮蔽板４６と前記充電レシーバーモジュール３２１の間の上部磁性板４８１と、前記充電レシーバーモジュール３２１の下側に位置される下部磁性板４８２で構成させることができる。ここに、前記下部磁性板４８２は特に中央側に上下を貫く通孔である下部板通孔４８３が形成されることもできる。このような下部板通孔４８３の形状は２次側充電コア３２のコア形状と等しい形状で形成することが好ましい。ここに図１５では２次側充電コア３２が円形のコアに形成されることを示し、下部磁性板４８２の下部板通孔４８３を円形の形態で形成したことを例示した。しかし、コアが四角形状または多角形の形状に形成されればここに下部板通孔４８３も等しい形状で形成することが好ましい。それで、このような下部板通孔４８３によって誘導磁場の内にある２次側充電コア３２に誘導起電力がよく発生されて、信号の送受信が良好になるように構成するのである。

また、前記バッテリーセル３５の下側の遮蔽板４６と前記バッテリーセル３５の間に設けられ、バッテリーセル３５が絶縁されるようにする絶縁板４７を具備した。このような絶縁板４７は、Ｎｉ−Ｃｕからなるメッシュまたは薄膜形態に形成されて、遮蔽板４６の熱が前記バッテリーセル３５に伝導されないようにした。

このような磁場遮蔽部材の他の例として、図１６のように、バッテリーセル３５の外体を成すアルミニウム系列のバッテリーセルケース３５’と、２次側充電コア３２の間に磁性板４８（１次ＨＰＥＳ:Hanrim Postech Electro-Magnetic Shield）を設け、１次ＨＰＥＳである磁性板４８とバッテリーセルケース３５’の間に２次ＨＰＥＳである遮蔽メッシュ部材４９をさらにもう設けるのである。このような１次ＨＰＥＳである磁性板４８及び２次ＨＰＥＳである遮蔽メッシュ部材４９は、前述した遮蔽部材の成分のように構成されることができる。

このような１次ＨＰＥＳである磁性板４８によって大部分の磁場が遮蔽されることで、図１６のように磁力線が遮蔽板である磁性板４８によって曲がってバッテリーセルに影響を与えないことを示している。ここに、頂点の部分では磁力線によって熱が発生し、このような熱は金属性の磁性板４８によって外部に放熱されるのである。さらに、２次ＨＰＥＳである遮蔽メッシュ部材４９は、メッシュである金属網に、非晶質系統のフェライト系列、Ｍｎ−Ｚｎ（５０重量部:５０重量部）、Ｎｉ−Ｆｅ（８０重量部:２０重量部）、またはファインメタル（Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｕ−Ｎｂ）などのコーティング材がコーティングされて形成されることで、１次ＨＰＥＳである磁性板４８で、まだ遮蔽することができなかった磁場を２次ＨＰＥＳである遮蔽メッシュ部材４９で遮蔽されるようにするのである。このような２次ＨＰＥＳである遮蔽メッシュ部材４９の金属網のメッシュによって余剰の磁力線によって渦電流が形成され、このようなメッシュでの渦電流によって１次側充電コア及び２次側充電コアによって発生される磁場によって、バッテリーパックが影響されないように具備されるのである。実験によれば、１次ＨＰＥＳである磁性板４８によって、おおよそ９０％位が遮蔽されて、２次ＨＰＥＳである遮蔽メッシュ部材４９によっておおよそ１０％位が遮蔽されることが試験されている。

このような１次ＨＰＥＳ及び２次ＨＰＥＳである磁性板４８及び遮蔽メッシュ部材４９などを適用して具備される無接点電力受信装置３０を利用して、充電-放電の繰り返し試験を５００回（５００サイクル）繰り返して充電効率を試した。ここに、図１７ではバッテリーと充電装置が無接点ではなくて有線連結されて一般的に充放電するように具備されて実験することを基準にするが、このように安定的な充電-放電の繰り返し試験による基準効率は５００回の充放電の繰り返しによる８０％位の効率の曲線を基準（以下“基準効率線分”（Ｄ）という）にすることで、図１７ではこれを基準で示した試験に対するグラフである。ここに、まず有線で繋がれて磁場に露出させないで電気的接点にして一般的に充電して試す場合（図１７での“Ｎ”で示されるグラフ）には基準効率線分の上部に図示されるように試験することで、安定的な効率を現わしていることを分かる。

これに対して、本発明による無接点電力受信装置３０に対して、１次ＨＰＥＳ及び２次ＨＰＥＳである磁性板４８及び遮蔽メッシュ部材４９などによる充放電の効率は（図１７での“Ａ”で示されるグラフ）５００回を基準で８３．９％の安定的な効率を現わしている。

しかし、２次ＨＰＥＳを適用しない場合の充放電の効率は（図１７での“Ｂ”で示されるグラフ）４６０回を基準で７５．３％の効率を現わして、１次ＨＰＥＳ及び２次ＨＰＥＳが全く適用されない場合の充放電の効率は（図１７での“Ｃ”でされるグラフ）５００回も及ぶ事ができない３４０回で７４．５%の効率を現わすなど、効率が低下される問題点があるが、本発明による場合には効率がずっと良好なことを分かる。

本発明によるマルチ無接点充電システムのマルチ無接点電力伝送装置に対する斜視図である。 本発明によるマルチ無接点充電システムのマルチ無接点電力伝送装置に対する制御ブロック図である。 本発明によるマルチ無接点充電システムの無接点電力受信装置に対するブロック図である。 本発明によるマルチ無接点充電システムのマルチ無接点電力伝送装置に対する制御フロー図である。 本発明によるマルチ無接点充電システムの無接点電力受信装置に対する制御フロー図である。 本発明によるマルチ無接点充電システムの制御方法に対する制御ブロック図である。 本発明によるマルチ無接点充電システムにおいて電力制御による効率に対するグラフである。 本発明によるマルチ無接点充電システムにおいて電力制御による効率に対するグラフである。 本発明によるマルチ無接点充電システムにおいて電力制御による効率に対するグラフである。 本発明によるマルチ無接点充電システムにおいて電力制御による効率に対するグラフである。 本発明によるマルチ無接点充電システムにおいて電力制御による効率に対するグラフである。 本発明によるマルチ無接点充電システムにおいて電力制御による効率に対するグラフである。 本発明による無接点電力伝送装置の実施例の構成図である。 本発明による無接点電力伝送装置の中央制御部の実施例の構成図である。 本発明による無接点電力受信装置の構造に対する分解斜視図である。 本発明による無接点電力受信装置の構造に対する側断面図である。 本発明による無接点電力受信装置に対する充放電の繰り返し実験に対する効率グラフである。 本発明による無接点電力受信装置の無線器機の制御モジュールに対する実施例の回路図である。 本発明による無接点電力受信装置の整流部材に対する実施例の回路図である。

符号の説明

Ａ…マルチ無接点充電システム、
１０…マルチ無接点電力伝送装置、
１１…無接点充電ケース、
１２…無接点充電テーブル、
１３…１次側充電コア、
１４…充電ブロック、
１５１…オン／オフスイッチ、
１５２…入力パネル、
１５３…ＬＣＤパネル、
１５４…充電状態ＬＥＤ、
２１…中央制御部、
２１０…主制御部、
２１１…電源供給ブロック、
２１２…信号出力ブロック、
２１３…出力信号処理ブロック、
２１４…受信信号処理ブロック、
２２…フルブリッジ共振型コンバーター、
２３…マルチゲートドライバーモジュール、
２３１…ゲート制御部、
２３２…ゲート信号変換部、
２３３…出力ドライバー、
２３４…ゲート信号回線、
２４…受信信号処理モジュール、
２４１…受信信号制御部、
２４２…受信信号処理部、
２４３…受信信号入力部、
２４２…受信信号回線、
２５…電源供給部、
３０…無接点電力受信装置、
３２…２次側充電コア、
３２１…充電レシーバーモジュール、
３３…整流部ブロック、
３４…フィルター部ブロック、
３５…バッテリーセル、
３５’…バッテリーセルケース、
３６…充電回路部ブロック、
３７…保護回路部ブロック、
３８…定電圧レギュレーターブロック、
３９…電力受信装置制御部、
３９０…器機コントローラー、
３９１…器機メモリー部、
３９２…信号処理ブロック、
３９３…電力信号処理ブロック
３９４…充電信号処理ブロック、
４０…無線電力受信回路、
４１…遮蔽部材、
４２、４３、４４、４５、４６…遮蔽板、
４７…絶縁板、
４８…磁性板、
４８１…上部磁性板、
４８２…下部磁性板、
４８３…下部板通孔、
４９…遮蔽メッシュ部材

Claims (11)

1. 無接点で電力信号が無接点電力受信装置へ発信されるようにしたマルチ無接点電力伝送装置を備えたマルチ無接点充電システムにおいて、
   前記マルチ無接点電力伝送装置は、前記無接点電力受信装置に無接点で電力信号を送るためのフルブリッジ共振型コンバーター及び中央制御部を内在させた無接点充電ケースが外体をなし、
   前記無接点充電ケースは上面に無接点充電テーブルを備え、
   前記無接点充電テーブルは１次側充電コアを備えた複数個の充電ブロックを形成し、
   前記フルブリッジ共振型コンバーターは前記複数個の充電ブロックにそれぞれ対応して繋がれる形で複数個設けられ、
   前記中央制御部の制御によって前記複数個のフルブリッジ共振型コンバーターに個別的にそれぞれ変換された電力信号が伝送されるようにするマルチゲートドライバーモジュールを備え、
   前記複数個の充電ブロックと繋がれて前記無接点電力受信装置から伝送される信号を処理して前記中央制御部へ送る受信信号処理モジュールが設けられていることを特徴とするマルチ無接点充電システム。
2. 前記無接点充電ケースは、前面に電源のオン／オフのスイッチ及び信号入力のための入力パネルを備え、前記無接点充電テーブル及び前記複数の充電ブロック及び前記無接点電力受信装置の充電状態を表示するＬＣＤパネル及び充電状態ＬＥＤを備えて、電源供給部を内在して備えることを特徴とする請求項１記載のマルチ無接点充電システム。
3. 前記中央制御部は、
   電源供給部と繋がれてマルチ無接点電力伝送装置の電源を供給する電源供給ブロックと、
   前記ＬＣＤパネル及び前記充電状態ＬＥＤへ表示信号を出力する信号出力ブロックと、
   前記マルチゲートドライバーモジュールと繋がれて前記１次側充電コアで発信される電力信号を送るゲート出力信号処理ブロックと、
   前記１次側充電コアの一側と繋がれて前記無接点電力受信装置から伝送される信号を処理する受信信号処理モジュールから伝送される信号を処理する受信信号処理ブロックと、
   前記電源供給ブロック、前記信号出力ブロック、前記ゲート出力信号処理ブロック、前記受信信号処理ブロックを制御する主制御部と、を備えることを特徴とする請求項１又は２記載のマルチ無接点充電システム。
4. 前記中央制御部は、
   前記無接点電力受信装置側に充電量に対するデータの情報を要請するように制御して、
   前記無接点電力受信装置から伝送される充電量情報データ及び電力信号の電圧データが受信されて伝送された電力信号の電圧データを判別し、
   判別された前記無接点電力受信装置の電力信号の電圧データに対して、伝送電力を補償するように発信するために、補償するための電力信号の周波数を演算し、
   補償するための電力信号で前記無接点電力受信装置側に電力を送るために、補償するための周波数で電力信号を送って制御するように備えられていることを特徴とする請求項１、２又は３記載のマルチ無接点充電が可能な無接点電力伝送装置。
5. 前記無接点電力受信装置は、
   前記マルチ無接点電力伝送装置の１次側充電コアと対応して磁場から誘導電流が発信されるようにする２次側充電コアと、
   前記２次側充電コアと繋がれて誘導電流を整流する整流部ブロックと、
   前記整流部ブロックと繋がれて電流をフィルタリングするフィルター部ブロックと、
   前記フィルター部ブロックと繋がれてバッテリーセルに電源が充電されるようにする充電回路部ブロックと、
   前記充電回路部ブロックと前記バッテリーセルの間に具備されて前記バッテリーセルに充電される電流を検出して前記バッテリーセルの充電状態の情報を電力受信装置制御部に送る保護回路部ブロックと、
   前記電力受信装置制御部に電源を供給するように具備される定電圧レギュレーターブロックと、
   前記整流部ブロック、前記フィルター部ブロック、前記充電回路部ブロック、前記保護回路部ブロック、前記定電圧レギュレーターブロックを制御する電力受信装置制御部と、を備えることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載のマルチ無接点充電システム。
6. 前記電力受信制御部は、
   前記フィルター部ブロックと繋がれて前記無接点電力伝送装置から伝送されて受信される電力信号のデータの情報に対する伝送信号を処理する電力信号処理ブロックと、
   前記充電回路部ブロックと前記保護回路部ブロックと繋がれて前記バッテリーセルに充電される充電量及び充電状態に対するデータの情報に相応する伝送信号を処理する充電信号処理ブロックと、
   器機コントローラーの制御によって発信される前記マルチ無接点電力伝送装置側に発送されるようにする充電量情報及び固有ＩＤに対するデータの情報を処理する信号処理ブロックと、
   固有ＩＤに対するデータの情報が保存されて、保護回路部ブロック、充電回路部ブロックから伝送される充電量情報データ及び充電状態に対するデータが一時に保存されて、マルチ無接点電力伝送装置から伝送されるデータが保存される器機メモリー部と、器機コントローラーと、を備えることを特徴とする請求項５記載のマルチ無接点電力充電が可能な無接点電力受信装置。
7. 前記マルチ無接点電力伝送装置の主制御部は、充電作動する充電ブロックに対して充電の電力信号と一緒に個別の充電ブロックに対する固有のコード信号を発信するようにしたものであり、
   前記器機コントローラーは前記マルチ無接点電力伝送装置から伝送される該当の充電ブロックに対する固有のコード信号を分析するようにしたものであり、
   前記器機メモリー部は前記器機コントローラーから伝送される該当の充電ブロックに対する固有のコード信号のデータ値が保存されるようにしたものであることを特徴とする請求項６記載のマルチ無接点電力充電が可能な無接点電力受信装置。
8. 前記器機コントローラーは、前記マルチ無接点電力伝送装置から受信された要請信号に対して受信される電力信号の電圧値に対するデータ値を、前記マルチ無接点電力伝送装置側に伝送されるように制御するようにしたものであることを特徴とする請求項６記載のマルチ無接点電力充電が可能な無接点電力受信装置。
9. 請求項１ないし請求項４の何れかの請求項に記載のマルチ無接点充電システムを備え、前記マルチ無接点充電システムを制御するようにしたマルチ無接点充電システムの制御方法において、
   １）前記マルチ無接点充電システムのマルチ無接点電力伝送装置から、周期別に、電力信号が１次側充電コアを通じて発信されるようにし、前記電力信号には無接点電力受信装置の固有ＩＤ値を呼び出す呼出信号を含むようにして、これに対する回答信号の受信を待機するスタンバイモード段階と、
   ２）複数個の充電ブロックの中の何れか１か所の１次側充電コアを通じる負荷変調によって感知された感知信号を分別して物体を判別し、正常信号なのかを判別する物体感知段階と、
   ３）感知された受信信号を分析して受信された無接点電力受信装置の固有ＩＤ信号が受信されたのかを判別する固有ＩＤ判別段階と、
   ４）無接点電力受信装置から伝送された固有ＩＤで判別される場合には、マルチゲートドライバーモジュールを通じて該当の充電ブロックの１次側充電コアでフルパワー伝送電力が発信されるようにするフルパワー電力伝送段階と、
   ５）無接点電力受信装置に充電状態の情報を要請して、返信された無接点電力受信装置の充電情報によって充電程度を調節する充電調節段階と、
   ６）無接点電力受信装置から満充電の情報を受信した場合に、該当の充電ブロックにあたるＬＣＤパネルまたは充電状態ＬＥＤに満充電の状態を表示して充電作動を停止する満充電の状態段階と、
   を備えることを特徴とするマルチ無接点充電システムの制御方法。
10. 前記物体感知段階は、
    複数個の充電ブロックの中で物体によって発生された負荷変調による感知信号に対して、対応する１次側充電コア及び受信信号処理モジュールを通じて感知された感知信号が正常信号ではない場合、異物感知モードに切り替えて、感知された異物が金属または電子機器の場合にはＬＣＤパネルまたは充電状態ＬＥＤに異物エラー表示をして、該当の充電ブロックに対する充電作動を停止する異物感知段階を備えることを特徴とする請求項９記載のマルチ無接点充電システムの制御方法。
11. 前記充電調節段階は、
    前記無接点電力受信装置側に充電量に対するデータの情報を要請する充電量情報要請段階と、
    前記無接点電力受信装置で伝送される充電量情報データ及び電力信号の電圧データを受信する充電量情報受信段階と、
    前記無接点電力受信装置から伝送された電力信号の電圧データを判別する段階と、
    前記無接点電力受信装置から伝送された電力信号の電圧データに対して伝送電力を補償するために補償される電力信号の周波数を演算する周波数の算出段階と、
    補償された電力信号で前記無接点電力受信装置側に電力を伝送するために補償された周波数で電力信号を送る補償電力信号の伝送段階と、を備えることを特徴とする請求項９記載のマルチ無接点充電システムの制御方法。