JP7026182B2 - 無線電力伝送装置及びこれを含むシステム - Google Patents

無線電力伝送装置及びこれを含むシステム Download PDF

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Description

本発明は、無線電力伝送装置及びこれを含むシステムに関し、より詳細には、低電力伝送と中電力伝送が両方とも可能な無線電力伝送装置及びこれを含むシステムに関する。
〔関連技術〕
本発明は、韓国特許出願第１０－２０１９－０１１６４９６号（出願日：２０１９年９月２３日）に基づくパリ条約４条の優先権主張を伴ったものであり、当該韓国特許出願に開示された内容に基づくものである。参考のために、当該韓国特許出願の明細書及び図面の内容は本願明細書の一部に包摂されるものである。
一般的に、電子機器に電力を供給する場合、電子機器に物理的なケーブル又は電線を接続して商用電源を供給する端子供給方式が用いられる。このような端子供給方式は、ケーブル又は電線が相当の空間を占め、整理が容易ではなく、断線の危険がある。
最近は、このような問題点を解決するために、無線電力伝送方式に関する研究が議論されている。
無線電力伝送システムは、単一コイル又はマルチコイルを介して電力を供給する無線電力伝送装置と、無線電力伝送装置から無線で供給される電力を受信しそれを使用する無線電力受信装置とから構成される。
無線電力供給方法としては、誘導結合方式（ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ ｃｏｕｐｌｉｎｇ）方式が主に使われ、この方式は、隣接する２つのコイル（ｃｏｉｌ）のうち一次コイルに流れる電流の強さを変化させると、その電流により磁場が変わり、これにより二次コイルを通る磁束が変わることになり、二次コイル側に誘導起電力が生じる原理を用いる。すなわち、この方式によれば、２つの導線を空間的に動かさなくても、２つのコイルを離隔させたまま一次コイルの電流のみを変化させれば、誘導起電力が生じるようになる。
磁気誘導方式の無線電力伝送に関する技術を扱うワイヤレスパワーコンソーシアム（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ：ＷＰＣ）の標準文書である、無線電力伝送における互換性（ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ）に関する「無線電力伝送システム説明書、第１巻、低電力、パート１：インタフェース定義、バージョン１．００ ＲＣ１（Ｓｙｓｔｅｍ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ，Ｖｏｌｕｍｅ １，Ｌｏｗ Ｐｏｗｅｒ，Ｐｏｗｅｒ，Ｐａｒｔ １：Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ，Ｖｅｒｓｉｏｎ１．００ Ｒｅｌｅａｓｅ Ｃａｎｄｉｃａｔｅ １）は、約５Ｗの低電力充電に関し、低電力充電は主に移動端末機に適用されている。
一方、最近では、無線充電機能を提供する装置のサイズが大きくなり、装置の種類が多様化するにつれて、充電性能を高めるために、低電力より大きい中電力充電に関する技術開発が必要となってきており、その研究が活発に行われている。
本発明の目的は、中電力伝送のための複数の第１送信コイルと、低電力伝送のための第２送信コイルとをそれぞれ備えて、低電力伝送及び中電力伝送が両方とも可能な無線電力伝送装置及びそれを含むシステムを提供することにある。
本発明の目的は、同一平面上において互いに重ならないように配置された複数の第１送信コイルを備える無線電力伝送装置及びこれを含むシステムを提供することにある。
本発明の目的は、複数の第１送信コイルに対応する充電領域において、無線電力受信装置の位置を正確に判断できる無線電力伝送装置及びこれを含むシステムを提供することにある。
本発明の目的は、第２送信コイルと無線電力受信装置との間の整列状態に応じて、第２送信コイルを介する所定基準を満足する電力伝送が困難である場合にも、複数の第１送信コイルを用いて無線電力受信装置に所定基準を満足する電力を伝送できる無線電力伝送装置及びそれを含むシステムを提供することにある。
前記目的を達成するための、本発明の一実施形態による無線電力伝送装置は、相異なるタイプの送信コイルを含んでもよく、無線電力受信装置に備えられた受信コイルのタイプに対応する送信コイルを選択して電力を伝送する。
前記目的を達成するための、本発明の一実施形態による無線電力伝送装置は、複数の第１送信コイル及び第２送信コイルを備える電力伝送部と、制御部とを含み、複数の第１送信コイルは同一の平面上に配置され、第２送信コイルは複数の第１送信コイルが配置される平面と相異なる平面上に配置され、第２送信コイルは複数の第１送信コイルに対応する領域の中心に配置され、第２送信コイルに対応する領域の面積は複数の第１送信コイルに対応する領域の面積より小さく、制御部は、無線電力受信装置に備えられた受信コイルのタイプが第１タイプである場合、複数の第１送信コイル及び第２送信コイルを介して無線電力受信装置に電力を伝送し、受信コイルのタイプが第２タイプである場合、第２送信コイルを介して無線電力受信装置に電力を伝送する。
前記目的を達成するための、本発明の一実施形態による無線電力システムは、無線電力伝送装置及び無線電力受信装置を含み、無線電力伝送装置は、複数の第１送信コイル及び第２送信コイルを備える電力伝送部と、制御部とを含み、複数の第１送信コイルは同一の平面上に配置され、第２送信コイルは複数の第１送信コイルが配置される平面と相異なる平面上に配置され、第２送信コイルは複数の第１送信コイルに対応する領域の中心に配置され、第２送信コイルに対応する領域の面積は複数の第１送信コイルに対応する領域の面積より小さく、制御部は、無線電力受信装置に備えられた受信コイルのタイプが第１タイプである場合、複数の第１送信コイル及び第２送信コイルを介して無線電力受信装置に電力を伝送し、受信コイルのタイプが第２タイプである場合、第２送信コイルを介して無線電力受信装置に電力を伝送する。
〔本発明の一の態様〕
本発明は以下の態様を包含するものである。
〔１〕 無線電力伝送装置であって、
複数の第１送信コイル及び第２送信コイルを備える電力伝送部と、
制御部とを備えてなり、
前記複数の第１送信コイルは、同一の平面上に配置され、
前記第２送信コイルは、前記複数の第１送信コイルが配置される平面と異なる平面上に配置され、
前記第２送信コイルは、前記複数の第１送信コイルに対応する領域の中心に配置され、
前記第２送信コイルに対応する領域の面積は、前記複数の第１送信コイルに対応する領域の面積より小さく、
前記制御部は、
無線電力受信装置に備えられた受信コイルのタイプが第１タイプである場合、前記複数の第１送信コイル及び前記第２送信コイルを介して前記無線電力受信装置に電力を伝送し、
前記受信コイルのタイプが第２タイプである場合、前記第２送信コイルを介して前記無線電力受信装置に電力を伝送することを特徴とする、無線電力伝送装置。
〔２〕 前記複数の第１送信コイルのそれぞれは、複数のレイヤで積層され、前記複数のレイヤのそれぞれにおいて複数回巻き取られるワイヤ（ｗｉｒｅ）で構成されることを特徴とする、〔１〕に記載の無線電力伝送装置。
〔３〕 前記ワイヤは、リッツ線であることを特徴とする、〔２〕に記載の無線電力伝送装置。
〔４〕 前記複数の第１送信コイルに対応する領域の半径と前記第１タイプの受信コイルの半径との間の差は、前記第１タイプの受信コイルの半径の６％以内であることを特徴とする、〔３〕に記載の無線電力伝送装置。
〔５〕 前記複数の第１送信コイルのそれぞれに備えられる前記ワイヤは、前記複数のレイヤにおいて計１４ないし１８回巻き取られることを特徴とする、〔４〕に記載の無線電力伝送装置。
〔６〕 前記複数の第１送信コイルのそれぞれに備えられる前記ワイヤは、前記複数のレイヤにおいて計１６回巻き取られ、４つのレイヤのそれぞれにおいて４回巻き取られることを特徴とする、〔５〕に記載の無線電力伝送装置。
〔７〕 前記第２送信コイルは、１つのレイヤにおいて複数回巻き取られるワイヤから構成されることを特徴とする、〔６〕に記載の無線電力伝送装置。
〔８〕 前記第２送信コイルに備えられるワイヤは、前記１つのレイヤにおいて１６回巻き取られることを特徴とする、〔７〕に記載の無線電力伝送装置。
〔９〕 前記複数の第１送信コイルの一面に配置される遮蔽材を更に備え、
前記遮蔽材は、前記複数の第１送信コイルのそれぞれの内周により囲まれるように形成される複数の突出面を備えることを特徴とする、〔８〕に記載の無線電力伝送装置。
〔１０〕 前記無線電力受信装置と通信する通信部を更に備え、
前記制御部は、前記通信部を介して受信されるデータに基づいて、前記無線電力受信装置に備えられた受信コイルのタイプを確認することを特徴とする、〔１〕に記載の無線電力伝送装置。
〔１１〕 前記制御部は、
前記受信コイルのタイプが前記第２タイプである場合、前記第２送信コイルを介して前記無線電力受信装置に電力を伝送した結果に基づいて、前記複数の第１送信コイルのうち少なくとも１つを介して電力を伝送するか否かを決定することを特徴とする、〔１０〕に記載の無線電力伝送装置。
〔１２〕 前記制御部は、
前記受信コイルに印加される電圧が目標電圧に到達する前に、前記第２送信コイルに印加される電圧が既に設定された基準電圧に到達する場合、前記第２送信コイルと、前記複数の第１送信コイルのうち少なくとも１つを介して電力を伝送すると決定することを特徴とする、〔１１〕に記載の無線電力伝送装置。
〔１３〕 前記制御部は、
前記複数の第１送信コイルのうち少なくとも１つを介して、前記無線電力受信装置に信号を伝送し、
前記通信部を介して、前記無線電力受信装置から前記信号に対する応答信号を受信し、
前記応答信号に基づいて、前記複数の第１送信コイルのうち電力伝送に使用される少なくとも１つの第１送信コイルを決定することを特徴とする、〔１２〕に記載の無線電力伝送装置。
〔１４〕 前記制御部は、
前記応答信号に含まれた、前記信号の信号強度（ｓｉｇｎａｌ ｓｔｒｅｎｇｔｈ）に関するデータに基づいて、前記複数の第１送信コイルのうち電力伝送に使用される少なくとも１つの第１送信コイルを決定することを特徴とする、〔１３〕に記載の無線電力伝送装置。
〔１５〕 磁場を感知する複数の磁気センサを備えるセンシング部を更に備え、
前記制御部は、
前記複数の第１送信コイルの少なくとも１つを介して、前記無線電力受信装置に信号を伝送し、
前記複数の磁気センサにより感知されるセンシング値に基づいて、前記複数の第１送信コイルのうち電力伝送に使用される少なくとも１つの第１送信コイルを決定することを特徴とする、〔１２〕に記載の無線電力伝送装置。
〔１６〕 無線電力システムであって、
無線電力伝送装置と、及び無線電力受信装置とを備えてなり、
前記無線電力伝送装置は、
複数の第１送信コイル及び第２送信コイルを備える電力伝送部と、
制御部とを備え、
前記複数の第１送信コイルは、同一の平面上に配置され、
前記第２送信コイルは、前記複数の第１送信コイルが配置される平面と異なる平面上に配置され、
前記第２送信コイルは、前記複数の第１送信コイルに対応する領域の中心に配置され、
前記第２送信コイルに対応する領域の面積は、前記複数の第１送信コイルに対応する領域の面積より小さく、
前記制御部は、
前記無線電力受信装置に備えられた受信コイルのタイプが第１タイプである場合、前記複数の第１送信コイル及び前記第２送信コイルを介して前記無線電力受信装置に電力を伝送し、
前記受信コイルのタイプが第２タイプである場合、前記第２送信コイルを介して前記無線電力受信装置に電力を伝送することを特徴とする、無線電力システム。
〔１７〕 前記複数の第１送信コイルのそれぞれは、複数のレイヤで積層され、前記複数のレイヤのそれぞれにおいて複数回巻き取られるワイヤ（ｗｉｒｅ）で構成されることを特徴とする、〔１６〕に記載の無線電力システム。
〔１８〕 前記複数の第１送信コイルに対応する領域の半径と前記第１タイプの受信コイルの直径間の差は、前記第１タイプの受信コイルの半径の６％以内であることを特徴とする、〔１７〕に記載の無線電力システム。
〔１９〕 前記複数の第１送信コイルのそれぞれに備えられる前記ワイヤは、前記複数のレイヤにおいて計１６回巻き取られ、４つのレイヤのそれぞれにおいて４回巻き取られることを特徴とする、〔１８〕に記載の無線電力システム。
〔２０〕 前記第２送信コイルは、１つのレイヤにおいて複数回巻き取られるワイヤで構成されることを特徴とする、〔１９〕に記載の無線電力システム。
本発明の様々な実施形態によれば、無線電力伝送装置が中電力伝送のための複数の第１送信コイルと低電力伝送のための第２送信コイルをそれぞれ備えることにより、無線電力受信装置の電力クラスに応じて多様に電力を伝送することができる。
また、本発明の様々な実施形態によれば、複数の第１送信コイルが同一平面上において互いに重ならないように配置されることにより、装置の厚さを減少させることができ、組立性及び量産性を向上させることができる。
また、本発明の様々な実施形態によれば、単一コイルではなく、複数の第１送信コイルに関連したデータ値を使用するので、充電領域における無線電力受信装置の位置をより正確に判断することができる。
また、本発明の様々な実施形態によれば、第２送信コイルと無線電力受信装置との間の整列状態に応じて、第２送信コイルを介する所定基準を満足する電力伝送が困難である場合でも、第２送信コイルと無線電力受信装置の位置に対応する少なくとも１つの第１送信コイルを介して電力を伝送することにより、所定基準を満足する電力を無線電力受信装置に伝送することができる。
本発明の一実施形態による無線電力システムを示すブロック図である。 本発明の一実施形態による無線電力伝送装置の内部ブロック図である。 本発明の一実施形態による無線電力受信装置の内部ブロック図である。 本発明の一実施形態による無線電力伝送装置の無線電力伝送方法に関するフローチャートである。 本発明の様々な実施形態による複数の第１送信コイルの積層構造に関する説明に参照される図である。 本発明の様々な実施形態による複数の第１送信コイルの半径及び巻線回数に関する説明に参照される図である。 本発明の様々な実施形態による複数の第１送信コイルの構造に関する説明に参照される図である。 本発明の様々な実施形態による第２送信コイルの構造に関する説明に参照される図である。 本発明の様々な実施形態による複数の第１送信コイル及び第２送信コイルを備える電力伝送部の構造に関する説明に参照される図である。 本発明の一実施形態による無線電力伝送装置の動作方法に関するフローチャートである。 本発明の様々な実施形態による無線電力受信装置に備えられた受信コイルのタイプに関する説明に参照される図である。 本発明の一実施形態による無線電力伝送装置の動作方法に関するフローチャートである。 本発明の様々な実施形態による、低電力伝送時、無線電力伝送装置と無線電力受信装置との間の整列状態に関する説明に参照される図である。 本発明の様々な実施形態による、低電力伝送時、無線電力受信装置の位置に対応する第１送信コイルに関する説明に参照される図である。
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。本発明を明確かつ詳細に説明するために、説明と関係のない部分の図示を省略し、明細書全体において、同一又は類似の参照番号は同一の要素を示す。
本明細書の構成要素の接尾辞「モジュール」及び「ユニット」は説明の便宜のために使用されるので、互換可能に使用されることができ、区別可能な意味又は機能を有するものではない。従って、「モジュール」及び「ユニット」は互換可能に使用されてもよい。
「含む」又は「構成する」などの用語は、明細書上に記載された特徴、数字、ステップ、動作、構成要素又はこれらの組み合わせが存在することを指定するものであって、１つ又はそれ以上の他の特徴、数字、ステップ、動作、構成要素又はこれらの組み合わせの存在又は付加の可能性を排除しないと理解されるべきである。
本明細書において、「第１」、「第２」、「第３」などの用語は様々な構成要素を説明するために使用されるものであり、これらの構成要素はこれらの用語により限定されないと理解できるであろう。これらの用語は、ある構成要素を他の構成要素と区別するために使用されるものに過ぎない。
図１は、本発明の一実施形態による無線電力システムを示すブロック図である。
図１に示すように、無線電力システム１０は、無線で電力を伝送する無線電力伝送装置１００及び伝送された電力を受信する無線電力受信装置２００を含む。
無線電力伝送装置１００は、コイル１８１に流れる電流による磁場の変化に応じて無線電力受信装置２００に備えられたコイル２８１に電流が誘導される磁気誘導現象を利用して、無線電力受信装置２００に無線で電力を伝達する。
ここで、無線電力伝送装置１００及び無線電力受信装置２００は、ＷＰＣ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ）又はＰＭＡ（Ｐｏｗｅｒ Ｍａｔｔｅｒｓ Ａｌｌｉａｎｃｅ）において定義された電磁誘導方式の無線充電方式を用いてもよい。
または、無線電力伝送装置１００及び無線電力受信装置２００は、Ａ４ＷＰ（Ａｌｌｉａｎｃｅ ｆｏｒ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ）において定義された磁気共鳴方式の無線充電方式を用いてもよい。
以下、無線電力伝送装置１００に備えられたコイル１８１と、無線電力受信装置２００に備えられたコイル２８１の区分のために、無線電力伝送装置１００に備えられたコイル１８１を送信コイルといい、無線電力受信装置２００に備えられたコイル２８１を受信コイルという。
一方、無線電力伝送装置１００は、相異なる種類の送信コイル１８１を備えてもよい。例えば、無線電力伝送装置１００は、中電力伝送のための第１送信コイルと、低電力伝送のための第２送信コイルとをそれぞれ備えてもよい。
ここで、低電力は５Ｗ内外の電力を意味し、中電力は数十Ｗ以上の電力を意味する。
一実施形態により、１つの無線電力伝送装置１００は、複数の無線電力受信装置２００に電力を伝送する。このとき、無線電力伝送装置１００は、時分割方式により複数の無線電力受信装置２００に電力を伝送するが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数の無線電力受信装置２００のそれぞれに割り当てられた相異なる周波数帯域を利用して複数の無線電力受信装置２００に電力を伝送してもよい。
一方、１つの無線電力伝送装置１００から電力を受信できる無線電力受信装置２００の個数は、複数の無線電力受信装置２００のそれぞれの要求電力量、無線電力伝送装置１００の可用電力量などを考慮して適応的に決定される。
他の実施形態によれば、複数の無線電力伝送装置１００が、少なくとも１つの無線電力受信装置２００に電力を伝送する。この場合、少なくとも１つの無線電力受信装置２００は、複数の無線電力伝送装置１００と同時に接続でき、接続された無線電力伝送装置１００から同時に電力を受信することができる。
一方、無線電力伝送装置１００の個数は、少なくとも１つの無線電力受信装置２００のそれぞれの要求電力量、無線電力伝送装置１００の可用電力量などを考慮して適応的に決定される。
無線電力受信装置２００は、無線電力伝送装置１００から伝送された電力を受信することができる。
例えば、無線電力受信装置２００は、モバイルフォン（ｍｏｂｉｌｅ ｐｈｏｎｅ）、ノートパソコン（ｌａｐｔｏｐ ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、スマートウォッチ（ｓｍａｒｔ ｗａｔｃｈ）などのウェアラブルデバイス、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）、ＰＭＰ（Ｐｏｒｔａｂｌｅ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｐｌａｙｅｒ）、ナビゲーション、ＭＰ３プレーヤ、電動歯ブラシ、照明装置、リモコンなどの電子機器であり得るが、本発明はこれに限定されず、 搾汁機（ｃｉｔｒｕｓ ｐｒｅｓｓ）、ハンドミキサー（ｈａｎｄ ｂｌｅｎｄｅｒ）、粉砕機（ｂｌｅｎｄｅｒ）、ジュース機（ｊｕｉｃｅｒ）、スマートパン（ｓｍａｒｔ ｐａｎ）、電気ポット（ｋｅｔｔｌｅ）、炊飯器（ｒｉｃｅ ｃｏｏｋｅｒ）などの家電機器（ｈｏｍｅ ａｐｐｌｉａｎｃｅ）でもあり得る。
無線電力伝送装置１００及び無線電力受信装置２００は、相互間で通信できる。実施形態により、無線電力伝送装置１００及び無線電力受信装置２００は、単方向通信又は半二重通信をすることも可能である。
ここで、通信方式は、無線電力伝送に使用される動作周波数と同一の周波数帯域を使用するインバンド（ｉｎ－ｂａｎｄ）通信方式及び／又は無線電力伝送に使用される動作周波数と相異なる周波数帯域を使用するアウトオブバンド（ｏｕｔ－ｏｆ－ｂａｎｄ）通信方式であり得る。
一方、無線電力伝送装置１００と無線電力受信装置２００が相互間で送受信するデータは、装置の状態に関するデータ、電力使用量に関するデータ、バッテリ充電に関するデータ、バッテリの出力電圧及び／又は出力電流に関するデータ、制御命令に関連したデータなどを含む。
図２は、本発明の一実施形態による無線電力伝送装置の内部ブロック図である。
図２に示すように、無線電力伝送装置１００は、無線電力伝送装置１００に備えられた各構成を制御する制御部１６０、直流電源を交流電源に変換する無線電力駆動部１７０及び変換された交流電源を用いて無線で電力を伝送する電力伝送部１８０を備える。
また、無線電力伝送装置１００は、商用交流電源４０５を直流電源に変換するコンバータ１１０、無線電力伝送装置１００の駆動のための制御プログラムなどを格納するメモリ１２０、電力伝送部１８０に備えられた構成に入力される電流及び／又は電圧を感知するセンシング部１３０、及び／又は所定の通信方式に従って無線電力受信装置２００と通信する第１及び第２通信部１４０、１５０をさらに含む。
コンバータ１１０は、入力された交流電源を直流電源に整流して出力する。ここで、交流電源は、単相交流電源又は三相交流電源であり得る。例えば、無線電力伝送装置１００に備えられた各構成はコンバータ１１０から出力された直流電源により動作する。
図面においては、商用交流電源４０５を単相交流電源と示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、三相交流電源であってもよい。一方、商用交流電源４０５の種類に応じてコンバータ１１０の内部構造が変わることもある。
コンバータ１１０はブリッジダイオードを備える。例えば、それぞれ互いに直列接続される上アームダイオード素子及び下アームダイオード素子が一対となり、計二対又は三対の上、下アームダイオード素子が互いに並列に連結される。一方、コンバータ１１０は、複数のスイッチング素子をさらに含んでもよい。
メモリ１２０は、制御部１６０の処理又は制御のためのプログラムなど、無線電力伝送装置１００の全般の動作のための様々なデータを格納する。
一方、メモリ１２０に格納された様々なデータは、工場校正（ｆａｃｔｏｒｙ ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ）されたデータ値を含んでもよい。
センシング部１３０は、電力伝送部１８０に入力される電流、電圧、各コイルの温度などを感知する。
センシング部１３０は、少なくとも１つのセンサ（図示せず）を含んでもよい。
例えば、センシング部１３０は、周辺の磁場を感知する磁気センサ（図示せず）を含む。磁気センサは、ホール効果（ｈａｌｌ ｅｆｆｅｃｔ）を用いたホールセンサであり得る。センシング部１３０は、磁気センサを複数備えてもよい。
本発明においては、磁気センサがホールセンサであることを例示として説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、磁気抵抗素子（ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｏｒ）、増幅機能などを内蔵した磁気センサを含む磁気トランジスタなどの回路素子であってもよく、複数の方向の磁場を感知する多軸磁気センサであってもよい。
例えば、センシング部１３０は、圧電センサ、近接センサ、照度センサなどの多様なセンサを含んでもよい。
センシング部１３０に備えられる少なくとも１つのセンサは、充電領域の外部に配置されてもよい。ここで、充電領域は、無線電力伝送装置１００のハウジング外面のうち電力伝送部１８０に対応する一領域を意味し、無線電力受信装置２００は充電領域に接するか、所定距離以内に位置することにより電力を受信する。例えば、少なくとも１つのセンサは、電力伝送部１８０に備えられる遮蔽材（図示せず）の外部に配置されてもよい。
センシング部１３０が複数のセンサを備える場合、複数のセンサは充電領域を基準に互いに対称をなすように配置されてもよい。
第１及び第２通信部１４０、１５０は、無線電力受信装置２００と通信する。
第１通信部１４０は、第１通信方式で通信を行う。第１通信部１４０は、装置の状態に関するデータ、電力使用量に関するデータなどを含む信号を無線電力受信装置２００に伝送し、無線電力受信装置２００から装置の状態に関するデータ、電力使用量に関するデータ、バッテリ充電に関するデータなどを含む信号を受信する。
第２通信部１５０は、無線電力受信装置２００と第１通信方式とは異なる第２通信方式で通信を行う。第２通信部１５０は、装置の状態に関するデータ、電力使用量に関するデータなどを含む信号を無線電力受信装置２００に伝送し、無線電力受信装置２００から装置の状態に関するデータ、電力使用量に関するデータ、バッテリ充電に関するデータなどを含む信号を受信する。
第１及び第２通信部１４０、１５０は、無線電力伝送装置１００から送出される信号及び無線電力受信装置２００から受信される信号を変復調（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ／ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）するための変復調部（図示せず）をさらに含んでもよい。
第１及び第２通信部１４０、１５０は、無線電力受信装置２００から受信される信号をフィルタリングするフィルタ部（図示せず）をさらに含んでもよい。ここで、フィルタ部は、帯域通過フィルタ（Ｂａｎｄ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ：ＢＰＦ）を備えてもよい。
一方、第１通信方式は、インバンド（ｉｎ－ｂａｎｄ）通信方式であり得る。例えば、第１通信部１４０がインバンド（ｉｎ－ｂａｎｄ）通信方式で通信する場合、第１通信部１４０と電力伝送部１８０は１つの構成として実現され、第１通信部１４０は送信コイル１８１を介して、無線電力受信装置２００と相互間で通信を行うことができる。
一方、第２通信方式は、アウトオブバンド（ｏｕｔ－ｏｆ－ｂａｎｄ）通信方式であり得る。例えば、第２通信部１５０がアウトオブバンド（ｏｕｔ－ｏｆ－ｂａｎｄ）通信方式で通信する場合、第２通信部１５０と電力伝送部１８０は互いに区分された構成としてそれぞれ実現され、第２通信部１５０は別々の通信モジュールを介して、無線電力受信装置２００と相互間で通信を行うことができる。
実施形態により、アウトオブバンド（ｏｕｔ－ｏｆ－ｂａｎｄ）通信方式において使用される通信モジュールは、ブルートゥース（登録商標）（ＢｌｕｅＴｏｏｔｈ）、ジグビー（Ｚｉｇｂｅｅ）、無線ＬＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＬＡＮ）、ＮＦＣ（Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）などの近距離通信方式を使用してもよいが、本発明はこれに限定されない。
一方、無線電力伝送装置１００において使用される通信方式は、無線電力受信装置２００に関するデータなどに基づいて、第１及び第２通信方式の少なくともいずれかに変更されてもよい。
制御部１６０は、無線電力伝送装置１００に備えられた各構成と接続できる。
制御部１６０は、無線電力伝送装置１００に備えられた各構成と相互間で信号を送受信し、各構成の全般的な動作を制御する。
制御部１６０は、パルス幅変調方式（ｐｕｌｓｅ ｗｉｄｔｈ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：ＰＷＭ）の信号を発生するＰＷＭ発生部１６０ａ及びＰＷＭ信号に基づいて駆動信号Ｓｉｃを生成して無線電力駆動部１７０に出力するドライバ１６０ｂを備える。
無線電力駆動部１７０は、直流電源を交流電源に変換するための少なくとも１つのスイッチング素子（図示せず）を備える。例えば、スイッチング素子がＩＧＢＴ（ｉｎｓｕｌａｔｅｄ ｇａｔｅ ｂｉｐｏｌａｒ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である場合、ドライバ１６０ｂから出力された駆動信号Ｓｉｃがスイッチング素子のゲート端子に入力される。
一方、無線電力駆動部１７０に備えられたスイッチング素子は、駆動信号Ｓｉｃに応じて、スイッチング動作を行い、スイッチング素子のスイッチング動作により直流電源が交流電源に変換されて電力伝送部１８０に出力される。
無線電力駆動部１７０は、複数のスイッチング素子を備えるインバータ（図示せず）を備える。
電力伝送部１８０は、相異なる種類の送信コイルを備えてもよい。電力伝送部１８０は、中電力伝送のための複数の第１送信コイル１８１と、低電力伝送のための第２送信コイル１８２を含む。
複数の第１送信コイル１８１は、互いに隣接して配置されてもよく、同一平面上に配置されてもよい。ここで、複数の第１送信コイル１８１は、互いに重ならないように配置されてもよい。
第２送信コイル１８２は、複数の第１送信コイル１８１が配置される平面と異なる平面上に配置されてもよい。例えば、第２送信コイル１８２は、複数の第１送信コイル１８１の上段に配置されてもよい。
第２送信コイル１８２は、複数の第１送信コイル１８１に対応する領域の中心に配置されてもよい。
第２送信コイル１８２に対応する領域の面積は、複数の第１送信コイル１８１に対応する領域の面積よりも小さい。例えば、第２送信コイル１８２に対応する領域の直径は、複数の第１送信コイル１８１に対応する領域の直径より小さい。
複数の第１送信コイル１８１及び／又は第２送信コイル１８２に対応する領域の直径は、受信コイル２８１の直径に対応する。
例えば、複数の第１送信コイル１８１に対応する領域の直径は、中電力受信のための受信コイルの直径に対応する。
例えば、第２送信コイル１８２に対応する領域の直径は、低電力受信のための受信コイルの直径に対応する。
複数の第１送信コイル１８１及び／又は第２送信コイル１８２は、複数回巻き取られるワイヤで構成される。ここで、ワイヤは、絶縁された多数の導線が一定に撚り合わせられて構成されたリッツ線（ｌｉｔｚ ｗｉｒｅ）であり得る。
例えば、複数の第１送信コイル１８１及び／又は第２送信コイル１８２を構成するワイヤは、直径が０．０８ｍｍであるエナメル銅線を１０５本含むリッツ線であり得る。
ここで、複数の第１送信コイル１８１のそれぞれを構成するワイヤは、例えば、複数のレイヤで積層され、複数のレイヤのそれぞれにおいて複数回巻き取られてもよい。複数の第１送信コイル１８１は、それぞれ１つのワイヤで構成されてもよい。
一方、第２送信コイル１８２を構成するワイヤは、例えば、１つのレイヤにおいて複数回巻き取られてもよい。
複数の第１送信コイル１８１及び／又は第２送信コイル１８２は、円形（ｒｏｕｎｄ）、扇形（ｃｉｒｃｕｌａｒ ｓｅｃｔｏｒ）の形状や、三角形（ｔｒｉａｎｇｕｌａｒ）、四角形（ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ）などの多角形状で構成されてもよいが、これに限定されるものではない。
一方、複数の第１送信コイル１８１及び第２送信コイル１８２は、無線電力受信装置２００に備えられた受信コイル２８１と離隔されているため、漏れインダクタンスが高く、結合係数（ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｆａｃｔｏｒ）が低いので、伝送効率が低い。
このような問題点を解決するために、本発明の様々な実施形態による無線電力伝送装置１００に備えられた電力伝送部１８０は、複数の第１送信コイル１８１及び／又は第２送信コイル１８２に接続されるキャパシタ素子（図示せず）をさらに含んでもよい。
例えば、複数のキャパシタ素子が複数の第１送信コイル１８１及び第２送信コイル１８２のそれぞれに直列接続され、実施形態によって、複数の第１送信コイル１８１及び第２送信コイル１８２のそれぞれに複数のキャパシタ素子が並列接続されて共振回路を形成することもできる。
電力伝送部１８０は、電力伝送の共振周波数を決定する。
共振周波数は、以下の数式１により決定される。
ｆ＝１／２π√ＬＣ 〔数式１〕
共振周波数（ｆ）は、複数の第１送信コイル１８１及び第２送信コイル１８２のそれぞれのインダクタンス（Ｌ）とキャパシタンス（Ｃ）により決定される。例えば、インダクタンス（Ｌ）は複数の第１送信コイル１８１及び第２送信コイル１８１のそれぞれの巻線数などに応じて決定され、キャパシタンス（Ｃ）は複数の第１送信コイル１８１及び第２送信コイル１８２のそれぞれの面積などに応じて決定される。
電力伝送部１８０は、複数の第１送信コイル１８１及び第２送信コイル１８２のそれぞれにキャパシタ素子が接続されるように構成して、電力伝送の共振周波数を決定する。
電力伝送部１８０は、複数の第１送信コイル１８１の一側に配置されて漏洩する磁場を遮蔽する遮蔽材（図示せず）をさらに含んでもよい。
遮蔽材は、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、ホウ素（Ｂ）、ケイ素（Ｓｉ）などからなる群から選択される１種又は２種以上の元素の組み合わせからなるフェライトを含んでもよい。遮蔽材は、複数の送信コイル１８１の一側に配置されて漏洩する磁場を遮蔽し、磁場の方向性を極大化する。
遮蔽材は、減磁しやすく、ヒステリシス損失（ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ ｌｏｓｓ）が少ない軟磁性体（ｓｏｆｔ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌ）で構成されてもよい。
遮蔽材は、漏洩磁場が低減され、磁場の方向性が極大化できるように、複数の第１送信コイル１８１が配置された面積より大きい。
遮蔽材は、複数の突出面（図示せず）を含んでもよい。例えば、複数の突出面は、複数の第１送信コイル１８１のそれぞれの内周により囲まれるように形成されてもよい。
ここで、複数の第１送信コイル１８１のそれぞれの内周により囲まれるように形成される複数の突出面により、受信コイル２８１に向かわずに漏れる磁束（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｌｕｘ）は減少し、受信コイル２８１に向かう磁束が増加するようになり、結果として電力伝送の性能が向上する。
制御部１６０は、複数の第１送信コイル１８１及び第２送信コイル１８２のそれぞれの共振周波数を算出する。
制御部１６０は、複数の第１送信コイル１８１及び第２送信コイル１８２のいずれか１つに電流が流れるように制御して、電流が流れる送信コイルの共振周波数を算出する。
制御部１６０は、電力伝送部１８０に備えられた複数の第１送信コイル１８１及び第２送信コイル１８２のうち少なくとも１つを介して信号を送受信する。
制御部１６０は、複数の第１送信コイル１８１及び第２送信コイル１８２のうちの少なくとも１つを介して、充電領域に位置する物体（ｏｂｊｅｃｔ）の存在を判断するための物体感知信号が出力されるように無線電力伝送装置１００に備えられた各構成を制御する。ここで、充電領域は、無線電力伝送装置１００のハウジング外面のうち電力伝送部１８０に対応する一領域を意味し、無線電力受信装置２００は充電領域に接するか、所定距離以内に位置することにより電力を受信することができる。
例えば、中電力充電領域は、複数の第１送信コイル１８１に対応する領域であり得る。
例えば、低電力充電領域は、第２送信コイル１８２に対応する領域であり得る。
物体感知信号は、非常に短いパルスのアナログピング（ａｎａｌｏｇ ｐｉｎｇ：ＡＰ）信号であり得る。
制御部１６０は、物体感知信号の出力によって複数の第１送信コイル１８１及び／又は第２送信コイル１８２に流れる電流の変化量に基づいて、充電領域に物体が存在するか否かを判断する。
制御部１６０は、複数の第１送信コイル１８１及び／又は第２送信コイル１８２を介して、無線電力受信装置２００を活性化（ａｗａｋｅ）させるための受信装置感知信号が出力されるように無線電力伝送装置１００に備えられた各構成を制御する。受信装置感知信号は、デジタルピング（ｄｉｇｉｔａｌ ｐｉｎｇ：ＤＰ）信号であり得る。
デジタルピング（ＤＰ）信号は、無線電力受信装置２００との通信設定を試みるために、アナログピング（ＡＰ）信号に比べてデューティーが大きく設定されてもよい。
一方、制御部１６０は、複数の第１送信コイル１８１及び／又は第２送信コイル１８２を介して、無線電力受信装置２００から出力される、受信装置感知信号に対する応答信号を受信する。例えば、無線電力受信装置２００は、デジタルピング（ＤＰ）信号を変調（ｍｏｄｕｌａｔｅ）し、変調されたデジタルピング（ＤＰ）信号を応答信号として無線電力伝送装置１００に伝送する。
制御部１６０は、受信装置感知信号に対する応答信号に基づいて、充電領域に位置する物体が無線電力受信装置２００であるか否かを判断する。例えば、制御部１６０は、応答信号として受信された、変調されたデジタルピング（ＤＰ）信号を復調（ｄｅｍｏｄｕｌａｔｅ）してデジタル形態のデータを取得し、取得したデータに基づいて、充電領域に位置する物体が無線電力受信装置２００であるか否かを判断する。
制御部１６０は、複数の第１送信コイル１８１及び／又は第２送信コイル１８２の品質係数（ｑｕａｌｉｔｙ ｆａｃｔｏｒ：Ｑ）を算出する。
例えば、制御部１６０は、センシング部１３０を介して、複数の第１送信コイル１８１及び／又は第２送信コイル１８２に印加される電圧に基づいて、複数の第１送信コイル１８１及び／又は第２送信コイル１８２の品質係数を算出する。
具体的には、動作周波数（又は可用周波数）帯域内において、低い周波数から高い周波数に周波数スイープ（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｓｗｅｅｐ）される場合、コイル及びキャパシタに印加される電圧（Ｖ１）は、周波数スイープにもかかわらず変わらないことが一般的であるが、充電領域に物体が存在する時点で多少減少する可能性がある。一方、コイル両端に印加される電圧（Ｖ２）は、周波数スイープに応じて、次第に上昇してから下降することに変更される可能性がある。
制御部１６０は、以下の数式２によって複数の第１送信コイル１８１及び／又は第２送信コイル１８２の品質係数を算出する。
Ｑ＝Ｖ２／Ｖ１ 〔数式２〕
制御部１６０は、第１及び第２通信部１４０、１５０のうちの少なくとも１つを介して、無線電力受信装置２００と通信する。
例えば、制御部１６０は、第１通信部１４０がインバンド（ｉｎ－ｂａｎｄ）通信方式で通信する場合、第２送信コイル１８２を介して、無線電力受信装置２００と相互間でデータが含まれた信号を送受信する。
例えば、制御部１６０は、第２通信部１５０がアウトオブバンド（ｏｕｔ－ｏｆ－ｂａｎｄ）通信方式で通信する場合、別途の通信モジュールを介して、無線電力受信装置２００と相互間でデータが含まれた信号を送受信する。
制御部１６０は、無線電力伝送装置１００に備えられた各構成を制御して、電力伝送部１８０を介して無線電力受信装置２００に電力を伝送する。
一方、本発明においては、複数の第１送信コイル１８１及び／又は第２送信コイル１８２を介する信号伝送と、複数の第１送信コイル１８１及び／又は第２送信コイル１８２を介する電力伝送を混用して説明する。例えば、複数の第１送信コイル１８１及び／又は第２送信コイル１８２を介して受信装置感知信号が出力される場合、無線電力受信装置２００を活性化させる電力が無線電力受信装置２００に伝送されると理解できる。
制御部１６０は、複数の第１送信コイル１８１及び／又は第２送信コイル１８２のうちの少なくともいずれか１つを介して、無線電力受信装置２００に信号を伝送し、無線電力受信装置２００から信号に対する応答信号を受信する。
制御部１６０は、第１及び第２通信部１４０、１５０のうちの少なくとも１つを介して受信されるデータに基づいて、受信コイル２８１のタイプ（ｔｙｐｅ）を確認することができる。ここで、受信コイル２８１のタイプは、例えば、中電力充電方式である第１タイプと、低電力充電方式である第２タイプとを含む。
例えば、制御部１６０は、第１通信部１４０を介して無線電力受信装置２００から受信された無線電力受信装置２００の電力クラス（ｐａｗｅｒ ｃｌａｓｓ）に関するデータに基づいて、受信コイル２８１のタイプを確認することができる。
ここで、電力クラスは、例えば、無線電力受信装置２００の受信電力を示す。例えば、制御部１６０は、無線電力受信装置２００から受信された電力クラスに関するデータに基づいて、無線電力受信装置２００の充電方式を確認することができる。ここで、制御部１６０は、無線電力受信装置２００の充電方式に対応して、受信コイル２８１のタイプを確認することができる。
例えば、制御部１６０は、無線電力受信装置２００が中電力充電方式を使用する場合、受信コイル２８１のタイプが第１タイプであると確認し、無線電力受信装置２００が低電力充電方式を使用する場合、受信コイル２８１のタイプが第２タイプであると確認することができる。
制御部１６０は、受信コイル２８１のタイプに応じて、複数の第１送信コイル１８１と第２送信コイル１８２の少なくともいずれか１つを、電力伝送のためのコイルと決定する。
例えば、制御部１６０は、受信コイル２８１のタイプが第１タイプである場合、複数の第１送信コイル１８１を電力伝送のためのコイルと決定する。一方、制御部１６０は、受信コイル２８１のタイプが第１タイプである場合、複数の第１送信コイル１８１と第２送信コイル１８２の両方ともを電力伝送のためのコイルと決定することもできる。
例えば、制御部１６０は、受信コイル２８１のタイプが第２タイプである場合、第２送信コイル１８２を電力伝送のためのコイルと決定する。
制御部１６０は、例えば、無線電力受信装置２００から受信されたデータに基づいて、複数の第１送信コイル１８１及び／又は第２送信コイル１８２を介して電力を伝送した結果を確認することができる。
例えば、制御部１６０は、受信コイル２８１のタイプが第２タイプである場合、第２送信コイル１８２を介して電力を伝送することができる。このとき、制御部１６０は、第１及び第２通信部１４０、１５０の少なくとも１つを介して無線電力受信装置２００が受信した受信電力に関するデータを受信し、受信電力に関するデータに基づいて第２送信コイル１８２を介して電力を伝送した結果を確認することができる。
このとき、受信電力に関するデータは、例えば、無線電力受信装置２００が受信した電力、受信コイル２８１に印加された電圧などに関するデータを含んでもよく、送信電力の増加を要求するデータを含んでもよい。
例えば、無線電力受信装置２００は、受信コイル２８１に印加される電圧が所定目標電圧（例えば、１２Ｖ）の未満である場合、送信電力の増加を要求するデータを含む信号を無線電力伝送装置１００に伝送する。
制御部１６０は、受信電力に関するデータに基づいて、第２送信コイル１８２を介して電力を伝送した結果として、受信コイル２８１に印加された電圧が所定目標電圧の未満であるか否かを確認することができる。
制御部１６０は、受信コイル２８１に印加された電圧が所定目標電圧（例えば、１２Ｖ）の未満である場合、第２送信コイル１８２に印加される電圧の電圧値が増加するように無線電力駆動部１７０を制御する。
このとき、受信コイル２８１に印加された電圧が所定目標電圧（例えば、１２Ｖ）に到達する前に、第２送信コイル１８２に印加される電圧が既に設定された基準電圧（例えば、２０Ｖ）に到達する場合、制御部１６０は、第２送信コイル１８２を介して所定基準を満足する電力の伝送が困難であると判断する。
一方、受信コイル２８１に印加された電圧が所定目標電圧（例えば、１２Ｖ）に到達する前に、第２送信コイル１８２に印加される電圧が既に設定された基準電圧（例えば、２０Ｖ）に到達する場合、制御部１６０は、受信コイル２８１が第２送信コイル１８２に対応する領域の中心から所定距離以上離隔して位置すると判断する。
例えば、制御部１６０は、第２送信コイル１８２を介して所定基準を満足する電力伝送が困難であると判断される場合、第２送信コイル１８２と複数の第１送信コイル１８１の少なくとも１つを電力伝送のためのコイルとして決定する。
このとき、制御部１６０は、充電領域における無線電力受信装置２００の位置に基づいて、複数の第１送信コイル１８１のうち少なくとも１つを選択する。
制御部１６０は、充電領域における無線電力受信装置２００の位置を決定する。
制御部１６０は、充電領域における無線電力受信装置２００の位置に対応する移動方向を決定する。
制御部１６０は、複数の第１送信コイル１８１を介して、充電領域における無線電力受信装置２００の位置を決定する。
制御部１６０は、複数の第１送信コイル１８１のいずれか１つを介して無線電力受信装置２００に信号を伝送する動作を複数の送信コイル１８１のそれぞれに対して順次行い、複数の送信コイル１８１のそれぞれを介して伝送された信号に対する応答信号を受信する。
例えば、制御部１６０は、複数の第１送信コイル１８１のいずれか１つを介して無線電力受信装置２００に信号を伝送し、伝送された信号に対する応答信号を受信する。このとき、制御部１６０は、伝送された信号に対する応答信号が受信された場合、複数の送信コイル１８１のうちの他の１つを介して無線電力受信装置２００に信号を伝送する。
例えば、制御部１６０は、複数の第１送信コイル１８１のそれぞれを介して無線電力受信装置２００に信号を伝送し、複数の第１送信コイル１８１のそれぞれを介して伝送された信号の信号強度（ｓｉｇｎａｌ ｓｔｒｅｎｇｔｈ）に関するデータを含む応答信号を受信する。
一方、制御部１６０は、無線電力受信装置２００から受信された応答信号に含まれたデータに基づいて、充電領域における無線電力受信装置２００の位置を決定する。
例えば、制御部１６０は、複数の第１送信コイル１８１のそれぞれを介して伝送された信号の信号強度のうち、信号強度が最も大きい第１送信コイル１８１に対応する領域に無線電力受信装置２００が位置すると判断することができる。
例えば、制御部１６０は、複数の第１送信コイル１８１のそれぞれを介して伝送された信号の信号強度に基づいて、複数の送信コイル１８１のそれぞれに対するベクトルを算出する。
制御部１６０は、複数の第１送信コイル１８１のそれぞれに対応する方向をベクトルの方向と決定する。このとき、複数の第１送信コイル１８１のそれぞれに対するベクトル間の角度差は、電力伝送部１８０に備えられた第１送信コイル１８１の個数に応じて決定される。例えば、電力伝送部１８０が３つの第１送信コイル１８１を備える場合、互いに隣接するベクトル間の角度差は１２０℃であり、４つの第１送信コイル１８１を備える場合、互いに隣接するベクトル間の角度差は９０℃であり得る。
一方、制御部１６０は、複数の第１送信コイル１８１のそれぞれを介して伝送された信号に対する応答信号に含まれたデータに基づいて、ベクトルの大きさを決定する。例えば、制御部１６０は、複数の第１送信コイル１８１のそれぞれを介して伝送された信号に応じた、無線電力受信装置２００が受信した信号の信号強度を、複数の送信コイル１８１のそれぞれに対するベクトルの大きさと決定する。
一方、制御部１６０は、複数の第１送信コイル１８１のそれぞれに対するベクトルの和であるベクトル和に基づいて、充電領域における無線電力受信装置２００の位置を決定する。
例えば、制御部１６０は、ベクトル和の方向を、無線電力受信装置２００が充電領域の中心部から離隔された方向と判断することができる。
例えば、制御部１６０は、ベクトル和の大きさを、無線電力受信装置２００が充電領域の中心部から離隔された程度により判断することができる。
例えば、制御部１６０は、ベクトル和の方向の反対方向を、無線電力受信装置２００の位置に対応する移動方向と決定することができる。
一方、制御部１６０は、無線電力受信装置の位置に応じて、複数の第１送信コイル１８１のうち、無線電力受信装置の位置に対応する少なくとも１つの第１送信コイル１８１を決定することができる。
例えば、制御部１６０は、複数の第１送信コイル１８１のそれぞれを介して伝送された信号の信号強度のうち、信号強度が最も大きい第１送信コイル１８１を、無線電力受信装置の位置に対応する第１送信コイル１８１と決定する。このとき、上位２つの信号強度間の差が所定基準以内である場合、上位２つの信号強度に対応する２つの第１送信コイル１８１を、無線電力受信装置の位置に対応する第１送信コイル１８１と決定する。
例えば、制御部１６０は、複数の第１送信コイル１８１のそれぞれに対するベクトルのベクトル和の方向に対応する第１送信コイル１８１を、無線電力受信装置の位置に対応する第１送信コイル１８１と決定する。
一方、制御部１６０は、センシング部１３０に備えられたセンサにより検知されるセンシング値に基づいて、充電領域における無線電力受信装置２００の位置を決定することもできる。
例えば、制御部１６０は、複数の磁気センサにより感知されるセンシング値に基づいて、無線電力受信装置２００の位置を判断する。
このとき、制御部１６０は、複数の磁気センサにより感知されるセンシング値の最大値のうち最も大きいセンシング値が感知される磁気センサを確認し、確認された磁気センサに対応する第１送信コイル１８１を、無線電力受信装置の位置に対応する第１送信コイル１８１と決定することができる。
一方、制御部１６０は、複数の磁気センサにより感知されるセンシング値の最大値に基づいて無線電力受信装置２００の位置を判断する。これにより、第１送信コイル１８１の周辺の磁場が時間に従って周期的に変化する場合でも、無線電力受信装置２００の位置を正確に判断することができる。
例えば、制御部１６０は、複数の圧電センサにより感知されるセンシング値に基づいて、無線電力受信装置２００の位置を判断する。
このとき、制御部１６０は、複数の圧電センサにより感知されるセンシング値のうち最も大きいセンシング値が感知される圧電センサを確認し、確認された圧電センサに対応する第１送信コイル１８１を、無線電力受信装置の位置に対応する第１送信コイル１８１と決定することができる。
一方、例えば、制御部１６０は、複数の近接センサ、複数の照度センサなどにより検知されるセンシング値に基づいて、無線電力受信装置２００の位置を判断することもできる。
無線電力伝送装置１００は、出力部（図示せず）をさらに含んでもよい。出力部は、ディスプレイ、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）などの表示装置及び／又はスピーカ、ブザーなどのオーディオ装置を備える。
制御部１６０は、出力部を介して、無線電力受信装置２００の位置に対するメッセージを出力する。
制御部１６０は、出力部を介して、無線電力受信装置２００の位置に対応する移動方向に関するメッセージを出力する。
例えば、制御部１６０は、出力部に備えられた表示装置により、無線電力受信装置２００の位置に対応する移動方向に対するメッセージを出力することができる。
例えば、制御部１６０は、出力部に備えられたオーディオ装置により、無線電力受信装置２００の位置に対応する移動方向に対するメッセージを出力することができる。
制御部１６０は、第１及び第２通信部１４０、１５０のうちの少なくともいずれか１つにより、無線電力受信装置２００の位置に対応する移動方向に関するデータを含む信号を、無線電力受信装置２００に伝送する。
一方、無線電力伝送装置１００は、電力伝送部１８０の位置を決定する位置決定部（図示せず）をさらに含んでもよい。位置決定部は、例えば、複数の第１送信コイル１８１及び／又は第２送信コイル１８２を移動及び／又は回転させる駆動部（図示せず）を備える。
制御部１６０は、充電領域における無線電力受信装置２００の位置に基づいて、位置決定部の動作を制御する。
一方、制御部１６０は、センシング部１３０により感知された値に基づいて、電力伝送を中断することもできる。
図３は、本発明の一実施形態による無線電力受信装置の内部ブロック図である。
図３に示すように、無線電力受信装置２００は、無線電力伝送装置１００から電力を無線で受信する電力受信部２８０、受信された電力を整流する整流部２１０、整流された電力を安定化するスイッチングレギュレータ２２０及び／又はスイッチングレギュレータ２２０を制御して負荷に動作電源を出力するスイッチングレギュレータ制御部２３０を含む。
また、無線電力受信装置２００は、無線電力伝送装置１００と通信するための第１通信部２４０及び第２通信部２５０をさらに含んでもよい。このとき、第１通信部２４０は、無線電力伝送装置１００に含まれた第１通信部１４０と同一又は類似の構成であり得る。また、第２通信部２５０は、無線電力伝送装置１００に含まれた第２通信部１５０と同一又は類似の構成であり得る。
例えば、無線電力受信装置２００は、第１通信部２４０により、インバンド（ｉｎ－ｂａｎｄ）通信方式で無線電力伝送装置１００と通信を行う。
例えば、無線電力受信装置２００は、第２通信部２５０により、アウトオブバンド（ｏｕｔ－ｏｆ－ｂａｎｄ）通信方式で無線電力伝送装置１００と通信を行う。
電力受信部２８０は、電力伝送部１８０から伝送された電力を受信することができる。このために、電力受信部２８０は、少なくとも１つの受信コイル２８１を備える。
受信コイル２８１には、複数の第１送信コイル１８１及び／又は第２送信コイル１８２で発生された磁場により、誘導起電力が発生し得る。誘導起電力による電力は、整流部２１０及びスイッチングレギュレータ２２０を介して、負荷に供給される。例えば、負荷がバッテリである場合、誘導起電力による電力は、バッテリを充電するために利用される。本発明においては、整流部２１０及びスイッチングレギュレータ２２０を介して電力が供給される負荷がバッテリであると説明しているが、本発明はこれに限定されるものではない。
受信コイル２８１は、プリント回路基板（ＰＣＢ）に薄膜形態の導電性パターンで形成されてもよい。受信コイル２８１は、閉ループ（ｃｌｏｓｅｄ ｌｏｏｐ）形状で、パッド（図示せず）に印刷される。受信コイル２８１の極性は、同一方向に極性を有するように巻き回される形状であり得る。
一方、受信コイル２８１は、複数回巻き取られるワイヤで構成される。例えば、受信コイル２８１を構成するワイヤは、リッツ線であり得る。
一方、受信コイル２８１は、互いに並んで配置される複数のワイヤが、１つのレイヤにおいて複数回巻き取られて形成されてもよい。例えば、互いに並んで配置される３つのワイヤの一端及び他端がそれぞれ電気的に接続され、３つのワイヤが並んで複数回巻き取られてもよい。言い換えれば、受信コイル２８１が複数のワイヤが並んで巻き取られる形状で構成される場合、複数のワイヤは互いに並列接続される。
一方、受信コイル２８１を構成するワイヤは、複数の第１送信コイル１８１及び／又は第２送信コイル１８２を構成するワイヤより厚みが小さくてもよい。例えば、受信コイル２８１を構成するワイヤは、直径が０．０５ｍｍであるエナメル銅線を６５本含むリッツ線であり得る。
一方、無線電力受信装置２００は、受信コイル２８１に印加される電圧を検出する電圧検出部（図示せず）及び／又は受信コイル２８１に流れる電流を検出する電流検出部（図示せず）を含む。
例えば、無線電力受信装置２００は、受信コイル２８１を介して電力が受信される場合、受信コイル２８１に印加される電圧及び／又は受信コイル２８１に流れる電流を検出することができる。
このとき、無線電力受信装置２００は、第１及び第２通信部２４０、２５０のいずれか１つにより、受信コイル２８１に印加される電圧、受信コイル２８１に流れる電流、受信コイル２８１を介して受信された電力などに関するデータを含む信号を出力する。
例えば、無線電力受信装置２００は、受信コイル２８１に印加される電圧が所定目標電圧（例えば、１２Ｖ）の未満である場合、第１及び第２通信部２４０、２５０のいずれか１つにより、送信電力の増加を要求するデータを含む信号を無線電力伝送装置１００に伝送する。
一方、無線電力受信装置２００は、 無線電力受信装置２００に備えられた電力受信部２８０と共振回路を形成するための少なくとも１つのキャパシタ（図示せず）をさらに含んでもよい。このとき、キャパシタは、受信コイル２８１に直列又は並列接続される。
一方、無線電力受信装置２００は、受信コイル２８１の一方に配置されて漏洩する磁場を遮蔽する遮蔽材（図示せず）をさらに含んでもよい。例えば、無線電力受信装置２００は、無線電力伝送装置１００に備えられた遮蔽材と同一／類似の遮蔽材を含んでもよい。
整流部２１０は、受信コイル２８１を介して受信される電力を整流する。整流部２１０は、少なくとも１つのダイオード（図示せず）を含む。
スイッチングレギュレータ２２０は、スイッチングレギュレータ制御部２３０の制御によって、整流部２１０で整流された電力をバッテリに供給する。例えば、スイッチングレギュレータ２２０は、整流部２１０で整流された電力をバッテリに供給される充電電源ｖとして出力する。
スイッチングレギュレータ制御部２３０は、スイッチングレギュレータ２２０にレギュレータ制御信号Ｓｒｃを出力して、充電電源ｖがバッテリに出力されるように制御する。
一方、スイッチングレギュレータ２２０は、スイッチングレギュレータ制御部２３０のレギュレータ制御信号Ｓｒｃに応じて、ＤＣ－ＤＣコンバートを行って出力電圧を調節することができる。スイッチングレギュレータ２２０は、レギュレータ制御信号Ｓｒｃに基づいて、所定大きさの電圧を有する充電電源ｖを出力することができる。
一方、無線電力受信装置２００には、別途のプロセッサ（ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）が含まれず、整流された充電電源ｖがスイッチングレギュレータ２２０により所定大きさの電圧で出力されるとき、スイッチングレギュレータ制御部２３０によりスイッチングレギュレータ２２０が制御される。無線電力受信装置２００がプロセッサを備えない場合、ハードウェア構成が単純化され、消費電力が減少する効果がある。
図４は、本発明の一実施形態による無線電力伝送装置の無線電力伝送方法に関するフローチャートである。
図４に示すように、無線電力伝送は選択段階（ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｐｈａｓｅ、Ｓ４１０）、ピング段階（ｐｉｎｇ ｐｈａｓｅ、Ｓ４２０）、識別及び構成段階（ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｐｈａｓｅ、Ｓ４３０）、ハンドオーバー段階（ｈａｎｄｏｖｅｒ ｐｈａｓｅ、Ｓ４４０）、交渉段階（ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎ ｐｈａｓｅ、Ｓ４５０）、校正段階（ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｐｈａｓｅ、Ｓ４６０）、電力伝送段階（ｐｏｗｅｒ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｐｈａｓｅ、Ｓ４７０）及び再交渉段階（ｒｅ－ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎ ｐｈａｓｅ、Ｓ４８０）を含む。
まず、選択段階（Ｓ４１０）において、無線電力伝送装置１００は、例えば、充電領域内に物体が存在するか否かを判断する。
無線電力伝送装置１００は、例えば、充電領域内に物体が存在するか否かを判断するために、送信コイル１８１を介して物体感知信号（例えば、アナログピング（ＡＰ）信号）を出力し、物体感知信号の出力に基づいて、充電領域に物体が存在するか否かを判断することができる。
無線電力伝送装置１００は、例えば、充電領域において物体が存在すると判断されるまで、所定周期で物体感知信号を出力することができる。
選択段階（Ｓ４１０）において、無線電力伝送装置１００は、例えば、充電領域に異物ＦＯが存在するか否かを判断する。異物ＦＯは、硬貨、鍵などを含む金属性の物体であり得る。
選択段階（Ｓ４１０）において、無線電力伝送装置１００は、例えば、充電領域内の物体（ｏｂｊｅｃｔ）の配置又は除去を持続的に感知する。
一方、選択段階（Ｓ４１０）において充電領域内に物体が存在すると判断された場合、無線電力伝送装置１００はピング段階（Ｓ４２０）を行う。
ピング段階（Ｓ４２０）において、無線電力伝送装置１００は、例えば、充電領域に位置する物体が無線電力受信装置２００であるか否かを識別し、無線電力受信装置２００を活性化（ａｗａｋｅ）させるための受信装置感知信号（例えば、デジタルピング（ＤＰ）信号）を伝送する。
無線電力伝送装置１００は、例えば、受信装置感知信号に対する応答信号を受信することができる。例えば、無線電力受信装置２００は、デジタルピング（ＤＰ）信号を変調（ｍｏｄｕｌａｔｅ）し、変調されたデジタルピング（ＤＰ）信号を応答信号として無線電力伝送装置１００に伝送する。
無線電力伝送装置１００は、例えば、受信装置感知信号に対する応答信号に基づいて、充電領域に位置する物体が無線電力受信装置２００であるか否かを判断する。例えば、無線電力伝送装置１００は、応答信号として受信された、変調されたデジタルピング（ＤＰ）信号を復調（ｄｅｍｏｄｕｌａｔｅ）してデジタル形態のデータを取得し、取得したデータに基づいて、充電領域に位置する物体が無線電力受信装置２００であるか否かを判断する。
一方、ピング段階（Ｓ４２０）において、充電領域に位置する物体が無線電力受信装置２００であると判断された場合、識別及び構成段階（Ｓ４３０）を行う。
一方、ピング段階（Ｓ４２０）において、無線電力伝送装置１００は、応答信号を受信できなかった場合、選択段階（Ｓ４１０）に分岐して、選択段階（Ｓ４１０）の各動作を行う。
識別及び構成段階（Ｓ４３０）において、無線電力伝送装置１００は、例えば、無線電力受信装置２００から受信されるデータに基づいて、電力伝送が効率的に行われるように、備えられた各構成を制御する。
識別及び構成段階（Ｓ４３０）において、無線電力伝送装置１００は、例えば、無線電力受信装置２００から識別データを受信する。識別データには、例えば、無線電力伝送規約のバージョンに関するデータ、無線電力受信装置２００の製造メーカーに関するデータ、装置識別子、拡張装置識別子の有無を示すデータ、認証に関するデータなどが含まれる。
識別及び構成段階（Ｓ４３０）において、無線電力伝送装置１００は、例えば、無線電力受信装置２００から電力データを受信する。電力データには、例えば、無線電力受信装置２００の最大電力に関するデータ、残余電力に関するデータ、電力クラスに関するデータなどが含まれる。
無線電力伝送装置１００は、例えば、識別データ及び電力データに基づいて、無線電力受信装置２００を識別し、無線電力受信装置２００の電力状態を確認することができる。
例えば、無線電力伝送装置１００は、無線電力受信装置２００から受信された認証に関するデータに基づいて、無線電力受信装置２００に対する認証を行う。
一方、識別及び構成段階（Ｓ４３０）において、無線電力伝送装置１００は、無線電力受信装置２００を識別し、無線電力受信装置２００の電力状態を確認した場合、ハンドオーバ段階（Ｓ４３０）を行う。
一方、識別及び構成段階（Ｓ４３０）において、無線電力伝送装置１００は、識別データ及び／又は電力データを受信できなかった場合、選択段階（Ｓ４１０）に分岐する。
ハンドオーバ段階（Ｓ４４０）において、無線電力伝送装置１００は、例えば、無線電力受信装置２００との通信方法を変更するか否かを判断する。
例えば、無線電力伝送装置１００は、無線電力受信装置２００とインバンド（ｉｎ－ｂａｎｄ）通信方法で通信する状態において、識別及び構成段階（Ｓ４３０）で取得した無線電力受信装置２００の電力データに基づいて、インバンド（ｉｎ－ｂａｎｄ）通信を維持するか、それともアウトオブバンド（ｏｕｔ－ｏｆ－ｂａｎｄ）通信方法に変更するかを判断する。
一方、無線電力伝送装置１００は、例えば、識別及び構成段階（Ｓ４３０）又はハンドオーバ段階（Ｓ４４０）で受信された交渉フィールド（ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄ）値に基づいて、交渉段階（Ｓ４５０）への進入が必要であるか否かを判断する。
無線電力伝送装置１００は、例えば、交渉段階（Ｓ４５０）への進入が必要である場合、交渉段階（Ｓ４５０）で異物検出（ｆｏｒｅｉｇｎ ｏｂｊｅｃｔ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ：ＦＯＤ）動作を行う。
無線電力伝送装置１００は、例えば、選択段階（Ｓ４１０）及び／又は交渉段階（Ｓ４５０）で判断された充電領域における異物ＦＯの有無に基づいて、校正段階（Ｓ４６０）を行うか否かを決定する。
一方、無線電力伝送装置１００は、例えば、交渉段階（Ｓ４５０）への進入が不要である場合、電力伝送段階（Ｓ４７０）を行う。
無線電力伝送装置１００は、例えば、選択段階（Ｓ４１０）及び／又は交渉段階（Ｓ４５０）で異物ＦＯが検出されていない場合、校正段階（Ｓ４６０）を経て、電力伝送段階（Ｓ４７０）を行う。
または、無線電力伝送装置１００は、例えば、選択段階（Ｓ４１０）及び／又は交渉段階（Ｓ４５０）で異物ＦＯが検出された場合、電力伝送を行わずに、選択段階（Ｓ４１０）に分岐することもできる。
校正段階（Ｓ４６０）において、無線電力伝送装置１００は、例えば、無線電力伝送装置１００の送信電力と、無線電力受信装置２００の受信電力の差に基づいて、電力損失を算出する。
電力伝送段階（Ｓ４７０）において、無線電力伝送装置１００は、例えば、無線電力受信装置２００に電力を伝送する。
例えば、無線電力伝送装置１００は、無線電力受信装置２００に対する認証が成功した場合、無線電力受信装置２００に電力を伝送する。
電力伝送段階（Ｓ４７０）において、無線電力伝送装置１００は、例えば、電力を伝送する途中で、無線電力受信装置２００から電力制御に関するデータを受信する場合、受信された電力制御に関連したデータに基づいて、電力の特性を決定することができる。
電力伝送段階（Ｓ４７０）において、無線電力伝送装置１００は、例えば、希望しないデータ（ｕｎｅｘｐｅｃｔｅｄ ｄａｔａ）を受信するか、既に設定された時間の間、希望するデータ、例えば、電力制御に関連したデータを受信できないか（ｔｉｍｅ ｏｕｔ）、既に設定された電力伝送契約に対する違反（ｐｏｗｅｒ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｃｏｎｔｒａｃｔ ｖｉｏｌａｔｉｏｎ）が発生するか、充電が完了した場合、選択段階（Ｓ４１０）に分岐する。
また、電力伝送段階（Ｓ４７０）において、無線電力伝送装置１００は、例えば、無線電力伝送装置１００及び／又は無線電力受信装置２００の状態変化などに応じて電力伝送交渉を再構成する必要がある場合、再交渉段階（Ｓ４８０）を行うことができる。このとき、無線電力伝送装置１００は、再交渉が正常に完了すると、電力伝送段階（Ｓ４７０）に回帰する。
図５Ａ及び図５Ｂは、本発明の様々な実施形態による複数の第１送信コイルの積層構造に関する説明に参照される図である。
図５Ａ及び図５Ｂは、複数の第１送信コイル１８１のそれぞれを構成するワイヤが複数のレイヤで積層される場合において、複数の第１送信コイル１８１に対応する領域の半径の変化に応じた、電力送受信の効率に対するグラフと、電圧利得に対するグラフをそれぞれ示した図である。
このとき、複数の第１送信コイル１８１のそれぞれを構成するワイヤの総巻線回数は一定であり、ワイヤが積層されるレイヤの個数に応じて複数のレイヤのそれぞれにおいてワイヤが巻き取られる回数は異なる。
図５Ａに示すように、複数の第１送信コイル１８１のそれぞれを構成するワイヤが２つのレイヤで積層される場合に比べて、３つのレイヤで積層されると、電力送受信の効率が向上することが確認できる。例えば、ワイヤが２つのレイヤで積層される場合に比べて、３つのレイヤで積層されると電力送受信の効率が約０．４％増加する。
このとき、複数の第１送信コイル１８１に対応する領域の半径が増加するほど電力送受信の効率が増加することが確認でき、半径が一定サイズ（ｒ）よりさらに増加する場合、電力送受信の効率が低下することが確認できる。
このとき、電力送受信の効率が最も大きい、複数の第１送信コイル１８１に対応する領域の半径の一定の大きさ（ｒ）は、第１タイプの受信コイル２８１の半径に対応される。
より好ましくは、複数の第１送信コイル１８１に対応する領域の半径と第１タイプの受信コイル２８１の半径との間の差が、第１タイプの受信コイル２８１の直径の６％以内である場合、電力送受信の効率が最も大きい。
一方、図５Ｂに示すように、複数の第１送信コイル１８１のそれぞれを構成するワイヤが２つのレイヤで積層される場合に比べて、３つのレイヤで積層されると電圧利得が向上することが確認できる。例えば、ワイヤが２つのレイヤで積層される場合に比べて、３つのレイヤで積層されると電圧利得が約２５％増加する。
前記のように、複数の第１送信コイル１８１のそれぞれを構成するワイヤの総巻線回数が一定であるとき、ワイヤが積層されるレイヤの個数が増加する場合、複数のレイヤのそれぞれにおいてワイヤが巻き取られる回数が減少して、複数の第１送信コイル１８１の巻線幅が減少する。
このとき、複数の第１送信コイル１８１に対応する領域の外径が一定であるとき、ワイヤが積層されるレイヤの個数が増加して複数の第１送信コイル１８１の巻線幅が減少する場合、複数の第１送信コイル１８１に対応する領域の内径が増加するようになって、電圧利得が増加すると解釈できる。
図６Ａ及び図６Ｂは、本発明の様々な実施形態による、複数の第１送信コイルの半径及び巻線回数に関する説明に参照される図である。
図６Ａは、複数の第１送信コイル１８１に対応する領域の半径の変化に応じる、電力送受信の効率に対するグラフである。このとき、複数の第１送信コイル１８１のそれぞれを構成するワイヤが積層されるレイヤの個数は一定であり、総巻線回数は異なる。
図６Ａを参照すると、図５Ａのように、複数の第１送信コイル１８１に対応する領域の半径が一定サイズまで増加するほど電力送受信の効率が増加することが確認でき、半径が一定サイズよりさらに増加する場合、電力送受信の効率が減少することが確認できる。
一方、複数の第１送信コイル１８１のそれぞれを構成するワイヤの総巻線回数が増加するほど電力送受信の効率が増加することが確認できる。
図６Ｂは、複数の第１送信コイル１８１のそれぞれを構成するワイヤが複数のレイヤで積層される場合において、複数の第１送信コイル１８１のそれぞれを構成するワイヤの総巻線回数に応じる、電力送受信の効率に対するグラフ（６１１、６１２）と電圧利得に対するグラフ（６２１、６２２）である。
図６Ｂを参照すると、複数の第１送信コイル１８１のそれぞれを構成するワイヤの総巻線回数が増加するほど、電力送受信の効率が向上することが確認できる。このとき、複数の第１送信コイル１８１のそれぞれを構成するワイヤが３つのレイヤで積層される場合（６１２）、２つのレイヤで積層される場合（６１１）に比べて電力送受信の効率が向上することが確認できる。
一方、複数の第１送信コイル１８１のそれぞれを構成するワイヤの総巻線回数が増加するほど、電圧利得は減少することが確認できる。すなわち、ワイヤの総巻線回数が増加するほど、複数の第１送信コイル１８１のそれぞれのインダクタンスが増加して、電圧利得は減少する。
一方、複数の第１送信コイル１８１のそれぞれを構成するワイヤが３つのレイヤで積層される場合（６２２）、２つのレイヤで積層される場合（６２１）に比べて電圧利得が向上することが確認できる。
前記のような結果に基づいた本発明の様々な実施形態によれば、複数の第１送信コイル１８１は、複数のレイヤにおいて計１４ないし１８回巻き取られる。より好ましくは、複数の第１送信コイル１８１は、４つのレイヤのそれぞれにおいて４回ずつ巻き取られて、計１６回巻き取られる。
このとき、複数の第１送信コイル１８１は、３８ないし４０μＨのインダクタンスを有する。
図７Ａないし図７Ｃは、本発明の様々な実施形態による複数の第１送信コイルの構造に関する説明に参照される図である。
図７Ａ及び図７Ｂは、複数の第１送信コイル１８１の平面図である。
図７Ａを参照すると、電力伝送部１８０は、電流を磁束に変換させるように形成される３つの第１送信コイル１８１ａ、１８１ｂ、１８１ｃを含む。
複数の第１送信コイル１８１ａ、１８１ｂ、１８１ｃは、互いに隣接して配置されてもよく、同一平面上に配置されてもよい。
本図面においては、複数の第１送信コイル１８１ａ、１８１ｂ、１８１ｃのそれぞれの形状は同一の半径及び弧を有する扇形（ｃｉｒｃｕｌａｒ ｓｅｃｔｏｒ）であり、複数の第１送信コイル１８１ａ、１８１ｂ、１８１ｃの全体形状は複数の扇形で構成された円形であると説明しているが、本発明はこれに限定されるものではない。
一方、中電力充電領域は、複数の第１送信コイル１８１ａ、１８１ｂ、１８１ｃに対応する領域に該当する。
複数の第１送信コイル１８１に対応する領域の外径（Ｄ１）は、中電力受信のための、無線電力受信装置２００に含まれた第１タイプの受信コイル２８１の直径に対応する。
複数の第１送信コイル１８１ａ、１８１ｂ、１８１ｃのそれぞれは、複数回巻き取られるワイヤで構成されてもよい。ここで、ワイヤは、リッツ線であり得る。
複数の第１送信コイル１８１ａ、１８１ｂ、１８１ｃのそれぞれを構成するワイヤは、複数のレイヤで積層され、複数のレイヤのそれぞれにおいて複数回巻き取られる。
一方、複数の第１送信コイル１８１ａ、１８１ｂ、１８１ｃのそれぞれの巻線幅（Ｔ１）は、ワイヤの厚さ及びワイヤが複数のレイヤのそれぞれにおいて巻き取られる回数に応じて決定される。
一方、図７Ｂを参照すると、電力伝送部１８０は、４つの第１送信コイル１８１ａ、１８１ｂ、１８１ｃ、１８１ｄを含む。本発明では、電力伝送部１８０が３つの第１送信コイル１８１ａ、１８１ｂ、１８１ｃを備えることを基準に説明しているが、本発明はこれに限定されるものではない。
図７Ｃは、複数の第１送信コイル１８１のいずれか１つの断面図である。
図７Ｃを参照すると、複数の第１送信コイル１８１のうちいずれか１つを構成する１つのワイヤが、４つのレイヤ（Ｌｙ１ないしＬｙ４）のそれぞれにおいて４回ずつ巻き取られて、計１６回巻き取られることが確認できる。
複数の第１送信コイル１８１のそれぞれを構成するワイヤが４つのレイヤ（Ｌｙ１ないしＬｙ４）のそれぞれにおいて４回ずつ巻き取られる場合、複数の第１送信コイル１８１の巻線幅（Ｔ１）はワイヤの厚さ（ｔ１）の４倍に該当する。
一方、複数の第１送信コイル１８１を構成するワイヤが積層されるレイヤの個数、各レイヤにおいてワイヤが巻き取られる回数などは、本発明の様々な実施形態により多様に変更できる。
図８Ａ及び８Ｂは、本発明の様々な実施形態による第２送信コイルの構造に関する説明に参照される図である。
図８Ａは、第２送信コイル１８２の平面図であり、図８Ｂは、第２送信コイル１８２の断面図である。
図８Ａ及び８Ｂを参照すると、第２送信コイル１８２は、複数回巻き取られるワイヤで構成される。ここで、ワイヤはリッツ線であり得る。
本図においては、第２送信コイル１８２の形状は円形（ｒｏｕｎｄ）であると説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、三角形（ｔｒｉａｎｇｕｌａｒ）、四角形（ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ）などの多角形状で構成されてもよい。
一方、低電力充電領域は、第２送信コイル１８２に対応する領域に該当する。
第２送信コイル１８２に対応する領域の外径（Ｄ２）は、低電力受信のための無線電力受信装置２００に含まれた第２タイプの受信コイル２８１の直径に対応できる。
第２送信コイル１８２を構成するワイヤは、１つのレイヤにおいて複数回巻き取られることができる。
第２送信コイル１８２の巻線幅（Ｔ２）は、ワイヤの厚さ（ｔ２）及びワイヤが巻き取られる回数に応じて決定される。
図８Ｂのように、第２送信コイル１８２を構成するワイヤが１つのレイヤにおいて１６回巻き取られる場合、第２送信コイル１８２の巻線幅（Ｔ２）はワイヤの厚さ（ｔ２）の１６倍に該当し得る。
このとき、第２送信コイル１８２は、１７ないし１９μＨのインダクタンスを有することができる。
図９Ａないし図９Ｃは、本発明の様々な実施形態による複数の第１送信コイル及び第２送信コイルを備える電力伝送部の構造に関する説明に参照される図である。
図９Ａは、本発明の一実施形態による電力伝送部の分解斜視図であり、図９Ｂは、本発明の一実施形態による電力伝送部の平面図であり、図９Ｃは、本発明の一実施形態による電力伝送部の側面図である。
図９Ａないし図９Ｃを参照すると、電力伝送部１８０は、複数の第１送信コイル１８１、第２送信コイル１８２及び／又は遮蔽材１９０を含む。
遮蔽材１９０は、複数の第１送信コイル１８１が配置される収容面１９１及び複数の第１送信コイル１８１の内周により囲まれるように形成される複数の突出面１９２を含む。
複数の第１送信コイル１８１に対応する領域の形状が円形である場合、遮蔽材１９０の形状も円形に構成されてもよい。
遮蔽材１９０の面積は、複数の第１送信コイル１８１に対応する領域の面積より大きくてもよい。
複数の第１送信コイル１８１は、互いに隣接して配置されてもよく、遮蔽材１９０の上端に配置されてもよい。このとき、複数の第１送信コイル１８１は、互いに重ならないように配置される。
遮蔽材１９０の複数の突出面１９２は、複数の第１送信コイル１８１の内部領域内にそれぞれ挿入されるように配置される。
第２送信コイル１８２は、複数の第１送信コイル１８１の上端に配置されてもよく、複数の第１送信コイル１８１に対応する領域の中心に配置されてもよい。
第２送信コイル１８２に対応する領域の面積は、複数の第１送信コイル１８１に対応する領域の面積より小さい。
図１０は、本発明の一実施形態による無線電力伝送装置の動作方法に関するフローチャートであり、図１１Ａ及び１１Ｂは、本発明の様々な実施形態による無線電力受信装置に備えられた受信コイルのタイプに関する説明に参照される図である。
図１０を参照すると、無線電力伝送装置１００は、Ｓ１０１０動作で、無線電力受信装置２００に備えられた受信コイル２８１のタイプを確認できる。
例えば、無線電力伝送装置１００は、図４の識別及び構成段階（Ｓ４３０）において無線電力受信装置２００から受信された電力クラスに関するデータに基づいて、受信コイル２８１のタイプを確認することができる。
無線電力伝送装置１００は、Ｓ１０２０動作で、受信コイル２８１のタイプが中電力充電方式である第１タイプであるか否かを確認できる。
例えば、無線電力伝送装置１００は、無線電力受信装置２００が中電力充電方式を使用すると確認された場合、受信コイル２８１のタイプを第１タイプとして確認できる。
無線電力伝送装置１００は、Ｓ１０３０動作において、受信コイル２８１のタイプが第１タイプである場合、複数の第１送信コイル１８１と第２送信コイル１８２の両方ともを介して電力を伝送する。
図１１Ａに示すように、無線電力受信装置２００が中電力充電方式である第１タイプの受信コイル２８１を備える場合、無線電力伝送装置１００は複数の第１送信コイル１８１と第２送信コイル１８２の両方ともを介して電力を伝送する。
このとき、複数の第１送信コイル１８１に対応する領域の直径は、中電力充電のための第１タイプの受信コイル２８１の直径に対応する。
一方、無線電力伝送装置１００は、Ｓ１０４０動作において、受信コイル２８１のタイプが低電力充電方式である第２タイプである場合、第２送信コイル１８２を介して電力を伝送する。
図１１Ｂに示すように、無線電力受信装置２００が低電力充電方式である第２タイプの受信コイル２８１を備える場合、無線電力伝送装置１００は第２送信コイル１８２のみを介して電力を伝送する。
このとき、第２送信コイル１８２に対応する領域の直径は、低電力充電のための第２タイプの受信コイル２８１の直径に対応する。
前記のように、本発明の様々な実施形態によれば、無線電力受信装置２００の電力クラス、すなわち、受信コイル２８１のタイプに応じて多様に電力を伝送することができる。
図１２は、本発明の一実施形態による無線電力伝送装置の動作方法に関するフローチャートである。
図１２を参照すると、無線電力伝送装置１００は、Ｓ１２１０動作において、無線電力受信装置２００に備えられた受信コイル２８１のタイプを確認できる。
例えば、無線電力伝送装置１００は、図４の識別及び構成段階（Ｓ４３０）において無線電力受信装置２００から受信された電力クラスに関するデータに基づいて、受信コイル２８１のタイプを確認することができる。
無線電力伝送装置１００は、Ｓ１２２０動作において、受信コイル２８１のタイプが中電力充電方式である第１タイプであるか否かを確認できる。
例えば、無線電力伝送装置１００は、無線電力受信装置２００が中電力充電方式を使用すると確認された場合、受信コイル２８１のタイプを第１タイプとして確認できる。
無線電力伝送装置１００は、Ｓ１２３０動作において、受信コイル２８１のタイプが第１タイプである場合、複数の第１送信コイル１８１と第２送信コイル１８２の両方ともを介して電力を伝送する。
例えば、無線電力伝送装置１００は、受信コイル２８１のタイプが第１タイプであると確認された場合、図４の電力伝送段階（Ｓ４７０）において複数の第１送信コイル１８１と第２送信コイル１８２の両方ともを介して電力を伝送する。
一方、無線電力伝送装置１００は、Ｓ１２４０動作において、受信コイル２８１のタイプが低電力充電方式である第２タイプである場合、第２送信コイル１８２を介して電力を伝送する。
例えば、無線電力伝送装置１００は、受信コイル２８１のタイプが第２タイプであると確認された場合、図４の校正段階（Ｓ４６０）で第２送信コイル１８２を介して電力を伝送する。
無線電力伝送装置１００は、Ｓ１２５０動作において、受信コイル２８１に印加される電圧が所定目標電圧（例えば、１２Ｖ）に到達するか否かを確認できる。
例えば、無線電力伝送装置１００は、無線電力受信装置２００から送信電力の増加を要求するデータを含む信号を受信する場合、受信コイル２８１に印加される電圧が所定目標電圧（例えば、１２Ｖ）に到達していないと判断できる。
無線電力伝送装置１００は、Ｓ１２６０動作において、受信コイル２８１に印加される電圧が所定目標電圧（例えば、１２Ｖ）に到達していない場合、第２送信コイル１８２に印加される電圧が既に設定された基準電圧（例えば、２０Ｖ）に到達するか否かを確認できる。
このとき、第２送信コイル１８２に印加される電圧が既に設定された基準電圧（例えば、２０Ｖ）に到達していない場合、無線電力伝送装置１００は、Ｓ１２４０動作に分岐して、第２送信コイル１８２に印加される電圧の電圧値を増加させて、送信電力を増加させる。
一方、無線電力伝送装置１００は、Ｓ１２７０動作において、第２送信コイル１８２に印加される電圧が既に設定された基準電圧（例えば、２０Ｖ）に到達する前に、受信コイル２８１に印加される電圧が所定目標電圧（例えば、１２Ｖ）に到達する場合、第２送信コイル１８２を介して電力を伝送することができる。
例えば、無線電力伝送装置１００は、第２送信コイル１８２に印加される電圧が既に設定された基準電圧（例えば、２０Ｖ）に到達する前に、受信コイル２８１に印加される電圧が所定目標電圧（例えば、１２Ｖ）に到達する場合、図４の電力伝送段階（Ｓ４７０）で第２送信コイル１８２を介して電力を伝送することができる。
一方、無線電力伝送装置１００は、Ｓ１２８０動作において、受信コイル２８１に印加された電圧が所定目標電圧（例えば、１２Ｖ）に到達する前に、第２送信コイル１８２に印加される電圧が既に設定された基準電圧（例えば、２０Ｖ）に到達する場合、第２送信コイル１８２と複数の第１送信コイル１８１の少なくとも１つを介して電力を伝送することができる。
すなわち、無線電力伝送装置１００は、第２送信コイル１８２を介して所定基準を満足する電力伝送が困難であると判断される場合、複数の第１送信コイル１８１のうち少なくとも１つを選択して、第２送信コイル１８２とともに電力を伝送するように制御できる。
このとき、無線電力伝送装置１００は、充電領域における無線電力受信装置２００の位置に基づいて、複数の第１送信コイル１８１のうち少なくとも１つを選択でき、関連して図１３Ａないし図１４Ｄを参照して具体的に説明する。
図１３Ａ及び１３Ｂは、本発明の様々な実施形態による、低電力伝送時、無線電力伝送装置と無線電力受信装置との間の整列状態に関する説明に参照される図面である。
図１３Ａに示すように、受信コイル２８１が第２送信コイル１８２に対応する領域（Ａｒｅａ２）内に位置する場合、第２送信コイル１８２を介して所定基準を満足する電力伝送が可能である。
言い換えれば、受信コイル２８１が第２送信コイル１８２に対応する領域（Ａｒｅａ２）内に位置する場合、第２送信コイル１８２に印加される電圧が既に設定された基準電圧（例えば、２０Ｖ）に到達する前に、受信コイル２８１に印加される電圧が所定目標電圧（例えば、１２Ｖ）に到達することができる。
一方、図１３Ｂに示すように、受信コイル２８１が第２送信コイル１８２に対応する領域（Ａｒｅａ２）の中心から所定距離以上離隔された場合、第２送信コイル１８２を介する所定基準を満足する電力伝送が困難である可能性がある。
言い換えれば、受信コイル２８１が第２送信コイル１８２に対応する領域（Ａｒｅａ２）の中心から所定距離以上離隔された場合、受信コイル２８１に印加される電圧が所定目標電圧（例えば、１２Ｖ）に到達する前に、第２送信コイル１８２に印加される電圧が既に設定された基準電圧（例えば、２０Ｖ）に到達できる。
このとき、無線電力伝送装置１００は、第２送信コイル１８２を介する所定基準を満足する電力伝送が困難である場合、受信コイル２８１の位置に応じて複数の第１送信コイル１８１のうち少なくとも１つを選択して、電力伝送に使用することができる。
図１４Ａないし図１４Ｄは、本発明の様々な実施形態による、低電力伝送時、無線電力受信装置の位置に対応する第１送信コイルに関する説明に参照される図である。
無線電力伝送装置１００は、複数の第１送信コイル１８１ａないし１８１ｃのそれぞれを介して無線電力受信装置２００に信号を伝送し、無線電力受信装置２００から複数の第１送信コイル１８１ａないし１８１ｃのそれぞれを介して伝送された信号の信号強度（ｓｉｇｎａｌ ｓｔｒｅｎｇｔｈ）に関するデータを含む応答信号を受信することができる。
図１４Ａに示すように、受信コイル２８１が複数の第１送信コイルのうちのいずれか１つ１８１ａの上段に位置する場合、無線電力受信装置２００で感知される信号強度は、複数の第１送信コイルのいずれか１つ１８１ａを介して伝送された信号が、他の第１送信コイル１８１ｂ、１８１ｃを介して伝送された信号に比べて大きい。
このとき、無線電力伝送装置１００は、複数の第１送信コイル１８１ａ～１８１ｃのそれぞれを介して伝送された信号の信号強度に基づいて、信号強度が最も大きい第１送信コイル１８１ａの上段に受信コイル２８１が位置すると判断できる。
一方、無線電力伝送装置１００は、第２送信コイル１８２と、受信コイル２８１の位置に対応する第１送信コイル１８１ａを介して電力を伝送することができる。
一方、図１４Ｂないし図１４Ｄに示すように、受信コイル２８１が２つの第１送信コイル（１８１ａ＆１８１ｂ、１８１ｂ＆１８１ｃ、又は１８１ａ＆１８１ｃ）にわたって位置する場合、受信コイル２８１の位置に対応する２つの第１送信コイルの信号強度が残りの第１送信コイルの信号強度に比べて大きい。
このとき、上位２つの信号強度間の差が所定基準以内である場合、無線電力伝送装置１００は、上位２つの信号強度に対応する２つの第１送信コイル（１８１ａ＆１８１ｂ、１８１ｂ＆１８１ｃ、又は１８１ａ＆１８１ｃ）の上段に受信コイル２８１が位置すると判断できる。
一方、無線電力伝送装置１００は、第２送信コイル１８２と、受信コイル２８１の位置に対応する２つの第１送信コイル（１８１ａ＆１８１ｂ、１８１ｂ＆１８１ｃ、又は１８１ａ＆１８１ｃ）を介して電力を伝送することができる。
前記のように、本発明の様々な実施形態によれば、複数の第１送信コイル１８１に関連したデータ値を使用するので、充電領域における無線電力受信装置２００の位置をより正確に判断でき、第２送信コイル１８２と受信コイル２８１との間の整列状態に応じて、第２送信コイル１８２を介する所定基準を満足する電力伝送が困難である場合にも、受信コイル２８１の位置に対応する少なくとも１つの第１送信コイル１８１を介して電力を伝送することにより、所定基準を満足する電力を無線電力を伝送することができる。
本開示の特徴は、添付図面からより明確に理解され、添付図面により限定されるものではなく、本開示の精神及び技術的範囲から逸脱しない全ての変更、均等物、及び代替物は本開示に含まれる。
同様に、図面には特定の順番で動作が示されているが、適切な結果を得るためには、このような動作を特定の順番又は順次に行う必要があり、図面に示されている全ての動作を行う必要があると理解されるべきではない。 特定の場合、マルチタスキング及び並列プロセッシングが有利である場合がある。
本開示の例示的な実施形態は例示の目的のために開示されたが、当業者は、添付の特許請求の範囲に開示される実施形態の範囲及び精神から逸脱することなく、様々な修正、追加及び置換が可能であることを理解できるであろう。

Claims (18)

  1. 無線電力伝送装置であって、
    複数の第１送信コイル及び第２送信コイルを備える電力伝送部と、
    制御部とを備えてなり、
    前記複数の第１送信コイルは、同一の平面上に配置され、
    前記第２送信コイルは、前記複数の第１送信コイルが配置される平面と異なる平面上に配置され、
    前記第２送信コイルは、前記複数の第１送信コイルに対応する領域の中心に配置され、
    前記第２送信コイルに対応する領域の面積は、前記複数の第１送信コイルに対応する領域の面積より小さく、
    前記制御部は、
    無線電力受信装置に備えられた受信コイルのタイプが中電力充電方式である第１タイプである場合、前記複数の第１送信コイル及び前記第２送信コイルを介して前記無線電力受信装置に電力を伝送し、
    前記受信コイルのタイプが低電力充電方式である第２タイプである場合、前記第２送信コイルを介して前記無線電力受信装置に電力を伝送し、
    前記受信コイルのタイプが前記第２タイプである場合、前記無線電力受信装置から受信したデータに基づいて、前記受信コイルに印加される電圧を確認し、
    前記受信コイルに印加される前記電圧が目標電圧に到達する前に、前記第２送信コイルに印加される電圧が既に設定された基準電圧に到達する場合、前記第２送信コイルと、前記複数の第１送信コイルのうち少なくとも１つと、を介して電力を伝送することを特徴とする、無線電力伝送装置。
  2. 前記複数の第１送信コイルのそれぞれは、複数のレイヤで積層され、前記複数のレイヤのそれぞれにおいて複数回巻き取られるワイヤ（ｗｉｒｅ）で構成されることを特徴とする、請求項１に記載の無線電力伝送装置。
  3. 前記ワイヤは、リッツ線であることを特徴とする、請求項２に記載の無線電力伝送装置。
  4. 前記複数の第１送信コイルに対応する領域の半径と前記第１タイプの受信コイルの半径との間の差は、前記第１タイプの受信コイルの半径の６％以内であることを特徴とする、請求項３に記載の無線電力伝送装置。
  5. 前記複数の第１送信コイルのそれぞれに備えられる前記ワイヤは、前記複数のレイヤにおいて計１４ないし１８回巻き取られることを特徴とする、請求項４に記載の無線電力伝送装置。
  6. 前記複数の第１送信コイルのそれぞれに備えられる前記ワイヤは、前記複数のレイヤにおいて計１６回巻き取られ、４つのレイヤのそれぞれにおいて４回巻き取られることを特徴とする、請求項５に記載の無線電力伝送装置。
  7. 前記第２送信コイルは、１つのレイヤにおいて複数回巻き取られるワイヤから構成されることを特徴とする、請求項６に記載の無線電力伝送装置。
  8. 前記第２送信コイルに備えられるワイヤは、前記１つのレイヤにおいて１６回巻き取られることを特徴とする、請求項７に記載の無線電力伝送装置。
  9. 前記複数の第１送信コイルの一面に配置される遮蔽材を更に備え、
    前記遮蔽材は、前記複数の第１送信コイルのそれぞれの内周により囲まれるように形成される複数の突出面を備えることを特徴とする、請求項８に記載の無線電力伝送装置。
  10. 前記無線電力受信装置と通信する通信部を更に備え、
    前記制御部は、前記通信部を介して受信されるデータに基づいて、前記無線電力受信装置に備えられた受信コイルのタイプを確認することを特徴とする、請求項１に記載の無線電力伝送装置。
  11. 前記制御部は、
    前記複数の第１送信コイルのうち少なくとも１つを介して、前記無線電力受信装置に信号を伝送し、
    前記通信部を介して、前記無線電力受信装置から前記信号に対する応答信号を受信し、
    前記応答信号に基づいて、前記複数の第１送信コイルのうち電力伝送に使用される少なくとも１つの第１送信コイルを決定することを特徴とする、請求項１０に記載の無線電力伝送装置。
  12. 前記制御部は、
    前記応答信号に含まれた、前記信号の信号強度（ｓｉｇｎａｌ ｓｔｒｅｎｇｔｈ）に関するデータに基づいて、前記複数の第１送信コイルのうち電力伝送に使用される少なくとも１つの第１送信コイルを決定することを特徴とする、請求項１１に記載の無線電力伝送装置。
  13. 磁場を感知する複数の磁気センサを備えるセンシング部を更に備え、
    前記制御部は、
    前記複数の第１送信コイルの少なくとも１つを介して、前記無線電力受信装置に信号を伝送し、
    前記複数の磁気センサにより感知されるセンシング値に基づいて、前記複数の第１送信コイルのうち電力伝送に使用される少なくとも１つの第１送信コイルを決定することを特徴とする、請求項１に記載の無線電力伝送装置。
  14. 無線電力システムであって、
    無線電力伝送装置と、及び無線電力受信装置とを備えてなり、
    前記無線電力伝送装置は、
    複数の第１送信コイル及び第２送信コイルを備える電力伝送部と、
    制御部とを備え、
    前記複数の第１送信コイルは、同一の平面上に配置され、
    前記第２送信コイルは、前記複数の第１送信コイルが配置される平面と異なる平面上に配置され、
    前記第２送信コイルは、前記複数の第１送信コイルに対応する領域の中心に配置され、
    前記第２送信コイルに対応する領域の面積は、前記複数の第１送信コイルに対応する領域の面積より小さく、
    前記制御部は、
    前記無線電力受信装置に備えられた受信コイルのタイプが中電力充電方式である第１タイプである場合、前記複数の第１送信コイル及び前記第２送信コイルを介して前記無線電力受信装置に電力を伝送し、
    前記受信コイルのタイプが低電力充電方式である第２タイプである場合、前記第２送信コイルを介して前記無線電力受信装置に電力を伝送し、
    前記受信コイルのタイプが前記第２タイプである場合、前記無線電力受信装置から受信したデータに基づいて、前記受信コイルに印加される電圧を確認し、
    前記受信コイルに印加される前記電圧が目標電圧に到達する前に、前記第２送信コイルに印加される電圧が既に設定された基準電圧に到達する場合、前記第２送信コイルと、前記複数の第１送信コイルのうち少なくとも１つと、を介して電力を伝送することを特徴とする、無線電力システム。
  15. 前記複数の第１送信コイルのそれぞれは、複数のレイヤで積層され、前記複数のレイヤのそれぞれにおいて複数回巻き取られるワイヤ（ｗｉｒｅ）で構成されることを特徴とする、請求項１４に記載の無線電力システム。
  16. 前記複数の第１送信コイルに対応する領域の半径と前記第１タイプの受信コイルの直径間の差は、前記第１タイプの受信コイルの半径の６％以内であることを特徴とする、請求項１５に記載の無線電力システム。
  17. 前記複数の第１送信コイルのそれぞれに備えられる前記ワイヤは、前記複数のレイヤにおいて計１６回巻き取られ、４つのレイヤのそれぞれにおいて４回巻き取られることを特徴とする、請求項１６に記載の無線電力システム。
  18. 前記第２送信コイルは、１つのレイヤにおいて複数回巻き取られるワイヤで構成されることを特徴とする、請求項１７に記載の無線電力システム。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102018662B1 (ko) * 2017-10-24 2019-09-05 엘지전자 주식회사 명령입력장치 및 이의 제어방법
US20220294267A1 (en) * 2021-02-16 2022-09-15 Wireless Advanced Vehicle Electrification, Llc Triangular arrangements for wireless power transfer pads
KR102588738B1 (ko) * 2021-07-07 2023-10-16 한국해양대학교 산학협력단 다중 송신코일 무선전력전송 시스템에서 스택형 코일 구조를 이용한 최대 전송거리 향상 장치
WO2023128433A1 (ko) * 2021-12-31 2023-07-06 삼성전자 주식회사 전자 장치 및 전자 장치에서 다중 코일 기반의 무선 전력 전송 방법
WO2023191451A1 (ko) * 2022-03-28 2023-10-05 현대자동차주식회사 무선 전력 전송을 위한 코일 구조를 포함하는 무선 전력 전송 장치 및 방법

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010200497A (ja) 2009-02-25 2010-09-09 Toshiba Corp 充電装置及び充電システム
JP2013070606A (ja) 2011-09-21 2013-04-18 Hanrim Postech Co Ltd 無線電力送信装置及び方法
JP2014183740A (ja) 2013-03-19 2014-09-29 Hanrim Postech Co Ltd 無線電力伝送システム、それに用いられる無線充電機能を備えた家具及び無線電力送信装置
US20140354222A1 (en) 2013-06-03 2014-12-04 Lg Electronics Inc. Wireless power transfer method, wireless power transmitter and wireless charging system
JP2015053751A (ja) 2013-09-05 2015-03-19 Tdk株式会社 非接触電力伝送装置
JP2017195766A (ja) 2013-12-13 2017-10-26 トヨタ自動車株式会社 送電装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8169185B2 (en) * 2006-01-31 2012-05-01 Mojo Mobility, Inc. System and method for inductive charging of portable devices
US11201500B2 (en) * 2006-01-31 2021-12-14 Mojo Mobility, Inc. Efficiencies and flexibilities in inductive (wireless) charging
JP2008135589A (ja) * 2006-11-29 2008-06-12 Asuka Electron Kk 電力伝送用コイル
US10068701B2 (en) * 2007-09-25 2018-09-04 Powermat Technologies Ltd. Adjustable inductive power transmission platform
US9130395B2 (en) * 2008-12-12 2015-09-08 Hanrim Postech Co., Ltd. Non-contact charging station with planar spiral power transmission coil and method for controlling the same
KR101213090B1 (ko) * 2011-07-14 2012-12-18 유한회사 한림포스텍 무선전력 전송장치용 코어 어셈블리 및 그를 구비하는 무선전력 전송장치
DE102013012569A1 (de) 2012-07-31 2014-02-06 Asmo Co., Ltd. Rotor, motor und rotor-herstellungsverfahren
KR101622694B1 (ko) * 2013-06-17 2016-05-19 엘지전자 주식회사 무선 전력 전송방법, 무선 전력 전송장치 및 무선 충전 시스템
KR101649655B1 (ko) * 2013-11-18 2016-08-19 엘지전자 주식회사 무선 전력 전송 장치 및 그 제어 방법
EP3373411B1 (en) 2015-11-05 2023-07-26 LG Electronics Inc. Wireless power transmitter and receiver for vehicle
KR101804410B1 (ko) * 2015-12-17 2017-12-04 엘지이노텍 주식회사 무선 전력 송신기를 위한 송신 코일 모듈
US11049648B2 (en) 2016-10-07 2021-06-29 Lg Electronics Inc. Coil structure of wireless power transmitter
US11216601B2 (en) 2017-06-19 2022-01-04 Integrated Device Technology, Inc. Directed magnetic field coil design
US11070098B2 (en) * 2019-01-16 2021-07-20 Google Llc Wireless charger with adaptive alignment assistance

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010200497A (ja) 2009-02-25 2010-09-09 Toshiba Corp 充電装置及び充電システム
JP2013070606A (ja) 2011-09-21 2013-04-18 Hanrim Postech Co Ltd 無線電力送信装置及び方法
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