KR100976120B1 - Wireless power transmission using charging control module of ask-process - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 ASK방식의 충전제어모듈을 이용한 무접점 충전 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무선전력전송방식으로 전기에너지를 공급하는 무접점전력전송장치와, 이를 공급받아 배터리셀을 충전하는 무접점전력수신장치가 ASK방식을 이용하여 데이터통신을 함에 있어, DC부하변조방식의 부하조건에서 신호의 진폭(amplitude)이 작을 경우에도 원활한 데이터통신이 이루어질 수 있도록 함으로써, 수신측의 상태를 정확히 인식하여, 효율적으로 전력을 제어할 수 있도록 한 무접점 충전 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a contactless charging system using a charge control module of the ASK method, and more particularly, a contactless power transmission device for supplying electrical energy in a wireless power transmission method, and a contactless charging unit for charging a battery cell. When the power receiver uses the ASK method to perform data communication, the data reception can be performed smoothly even when the amplitude of the signal is small under the load condition of the DC load modulation method. The present invention relates to a contactless charging system that enables efficient power control.
일반적으로 배터리팩(Battery pack)은 외부의 충전기로부터 전력(전기에너지)을 공급받아 충전한 상태에서 휴대용 단말기(핸드폰, PDA 등)의 작동을 위한 전원을 공급하기 위한 것으로, 전기에너지를 충전하는 배터리셀과 상기 배터리셀의 충전 및 방전(휴대용 단말기로 전기에너지를 공급)을 위한 회로 등이 구성되어 있다.In general, a battery pack is a battery pack for supplying power for operation of a portable terminal (cell phone, PDA, etc.) while receiving power (electrical energy) from an external charger and charging the battery pack. A circuit for charging and discharging the cell and the battery cell (supplying electrical energy to the portable terminal) is configured.
이러한 휴대용 단말기에 사용되는 배터리팩에 전기에너지를 충전시키기 위한 충전기와 배터리팩의 전기적연결방식에는, 상용전원을 공급받아 배터리팩에 대응하는 전압 및 전류로 변환하여 해당 배터리팩의 단자를 통해 배터리팩으로 전기에너지를 공급하는 단자공급방식이 있다.In the electrical connection method of a charger and a battery pack for charging electrical energy to a battery pack used in such a portable terminal, the battery pack through the terminal of the corresponding battery pack by converting into a voltage and current corresponding to the battery pack by receiving commercial power There is a terminal supply method for supplying electrical energy.
그러나, 이러한 단자공급방식은, 단자들간의 서로 다른 전위차로 인한 순간방전현상, 이물질에 의한 소손 및 화재발생, 자연방전, 배터리팩의 수명 및 성능 저하 등의 문제점을 가지고 있었다.However, such a terminal supply method has problems such as instantaneous discharge phenomenon due to different potential difference between the terminals, burnout and fire caused by foreign matter, natural discharge, deterioration of battery pack life and performance.
최근에는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 무선전력전송방식을 이용한 무접점 방식의 충전시스템과 제어방법들이 제시되고 있다.Recently, in order to solve the above problems, a contactless charging system and a control method using a wireless power transmission method has been proposed.
상기와 같은 무접점 방식의 충전시스템은, 무선전력전송방식으로 전기에너지를 공급하는 무접점전력전송장치와, 상기 무접점전력전송장치로부터 공급되는 전기에너지를 수신하여 배터리셀을 충전하는 무접점전력수신장치 등으로 구성되어 있다.The contactless charging system as described above includes a contactless power transmission device for supplying electrical energy in a wireless power transmission method, and a contactless power charging device for receiving electric energy supplied from the contactless power transmission device. And a receiving device.
한편, 상기와 같은 무접점 방식의 충전시스템은 무접점 방식의 특성으로 인하여, 무접점전력수신장치가 무접점전력전송장치에 놓여진 상태로 충전된다.On the other hand, the contactless charging system as described above, due to the characteristics of the contactless method, the contactless power receiver is charged with the contactless power transmission device placed in the state.
이때, 무접점전력전송장치에 금속의 이물질이 놓여지게 될 경우, 이물질로 인하여 전력전송이 원활히 이루어지지 못함은 물론, 과부하로 인한 제품의 소손 등의 문제점이 발생되었다.At this time, when a foreign material of the metal is placed in the contactless power transmission device, power transmission is not smoothly made due to the foreign matter, as well as problems such as burnout of the product due to overload.
이를 방지하기 위하여, 무접점전력전송장치는 전력을 송신하는 코일을 이용하여 무접점전력수신장치와 데이터(특히, 무접점전력수신장치의 ID)를 주고 받음으로써, 놓여진 물체가 이물질인지 배터리팩 등의 무접점전력수신장치인지를 판단하 는 방법이 제시되었다.In order to prevent this, the contactless power transmission device transmits and receives data (especially ID of the contactless power reception device) with the contactless power reception device using a coil for transmitting power, so that the object placed is a foreign material or a battery pack. A method of determining whether the device is a contactless power receiver is proposed.
특히, 놓여진 물체를 인지하여 금속의 이물질인지 ID인식코드가 부여된 무접점전력수신장치인지를 판단하기 위하여, 수신측의 상태정보를 송신측에 전송하는 매커니즘으로 주로 ASK방식(요청 및 응답방식)이 적용되고 있다.In particular, in order to recognize the object placed and determine whether it is a foreign material of metal or a contactless power receiver with ID identification code, it is a mechanism that transmits the status information of the receiving side to the transmitting side. This is being applied.
그러나, 상기와 같은 ASK방식은 DC부하변조방식의 부하조건에서는 신호의 진폭(amplitude)가 작을 경우 통신자체가 매우 어렵기 때문에, 수신측의 상태를 인식하지 못하여 전력을 전송하지 못하거나 전송되는 전력을 제어하지 못하여 전력효율이 저하되는 문제점이 있었다.However, in the ASK method as described above, if the amplitude of the signal is small under the load condition of the DC load modulation method, the communication itself is very difficult. There was a problem that the power efficiency is lowered because it does not control.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 무선전력전송방식으로 전기에너지를 공급하는 무접점전력전송장치와, 이를 공급받아 배터리셀을 충전하는 무접점전력수신장치가 ASK방식을 이용하여 데이터통신을 함에 있어, DC부하변조방식의 부하조건에서 신호의 진폭(amplitude)이 작을 경우에도 원활한 데이터통신이 이루어질 수 있도록 한 ASK방식의 충전제어모듈을 이용한 무접점 충전 시스템을 제공하는데 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention is a wireless contactless power transmission device for supplying electrical energy in a wireless power transmission method, and a contactless power receiving device for charging the battery cell is supplied using the ASK method for data communication In this case, it is an object of the present invention to provide a contactless charging system using a charge control module of the ASK method that enables smooth data communication even when the amplitude of the signal is small under the load condition of the DC load modulation method.
따라서, 본 발명은 DC부하변조방식의 부하조건에서도, 수신측의 상태를 정확히 인식하여, 효율적으로 전력을 제어할 수 있는 ASK방식의 충전제어모듈을 이용한 무접점 충전 시스템을 제공하는데 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a contactless charging system using an ASK charging control module capable of efficiently controlling power by accurately recognizing a state of a receiving side even under a load condition of a DC load modulation method.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 ASK방식의 충전제어모듈을 이용한 무접점 충전 시스템은, 무선전력전송방식으로 무선전력신호를 송출하는 1차측코어부를 구비한 무접점전력전송장치와, 상기 1차측코어부로부터 전력을 공급받는 2차측코어부를 구비한 무접점전력수신장치를 포함하는 무접점 충전 시스템에 있어서, 상기 무접점전력수신장치는, AC모듈레이션(Modulation) 방식으로 변환된 AC신호의 코드데이터를 2차측코어부를 통해 송수신하는 ID송수신부를 포함하고, 상기 무접점전력전송장치는, 상기 코드데이터가 1차측코어부로 수신되면, 상기 1차측코어부에 인가되는 DC신호로부터 AC신호의 코드데이터를 추출하는 궤환회로부를 포함하며, 상기 ID송수신부는, 상기 2차측코어부의 전력수신코어와 병렬로 연결되어 DC신호성분을 제거하는 커패시터(Capacitor)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the contactless charging system using the charging control module of the ASK method according to the present invention, the contactless power transmission apparatus having a primary side core portion for transmitting a wireless power signal in a wireless power transmission method; And a contactless power receiver having a secondary side core portion to receive power from the primary side core portion, wherein the contactless power receiver is AC converted by an AC modulation method. And an ID transmitting / receiving unit for transmitting and receiving code data of a signal through a secondary side core unit, wherein the contactless power transmission apparatus receives an AC signal from a DC signal applied to the primary side core unit when the code data is received by the primary side core unit. And a feedback circuit unit for extracting the code data of the control unit, wherein the ID transmitter / receiver unit is connected in parallel with the power receiver core of the secondary side core unit to remove DC signal components. And a capacitor (Capacitor), which is characterized in that configured.
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또한, 상기 궤환회로부는, 상기 1차측코어부의 일측단과 전기적으로 연결되어 DC신호성분을 제거하는 RC필터회로와. 상기 RC필터회로와 전기적으로 연결되는 OP-AMP를 포함하는 증폭회로를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.The feedback circuit unit may be electrically connected to one end of the primary core unit to remove the DC signal component. And an amplifier circuit including an OP-AMP electrically connected to the RC filter circuit.
상기와 같은 해결수단에 의해, 본 발명은 DC부하변조방식의 부하조건에서 신호의 진폭(amplitude)이 작을 경우에도 원활한 데이터통신이 이루어질 수 있도록 함으로써, 수신측의 상태를 정확히 인식하여, 효율적으로 전력을 제어할 수 있는 장점이 있다.By the above solution, the present invention enables a smooth data communication even when the amplitude of the signal is small under the load condition of the DC load modulation method, thereby accurately recognizing the state of the receiving side, and efficiently There is an advantage to control.
또한, 무접점전력수신장치가 무접점전력전송장치상에서 이동을 한다 하더라도, 안정적으로 전력을 공급할 수 있는 것이다.In addition, even if the contactless power receiver moves on the contactless power transmitter, power can be stably supplied.
특히, 무접점전력수신장치로 공급되는 전력을 측정하고, 서로 다른 두개의 코어에서 송출되는 무선전력신호의 출력전력을, 상기 측정결과에 대응하여 보정하도록 제어함으로써, 안정적인 충전이 이루어질 수 있도록 한 것이다.In particular, by measuring the power supplied to the contactless power receiving device, and controlling the output power of the wireless power signal transmitted from two different cores in accordance with the measurement result, it is possible to achieve a stable charging .
따라서, 무접점전력수신장치와 무접점전력전송장치를 포함하는 무접점 방식의 충전시스템에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있음은 물론, 휴대용 단말기 및 배터리팩 등의 관련제품에 대한 경쟁력을 향상시킬 수 있는 것이다.Therefore, the reliability of a contactless charging system including a contactless power receiver and a contactless power transmitter can be improved, and the competitiveness of related products such as portable terminals and battery packs can be improved. will be.
본 발명에 따른 ASK방식의 충전제어모듈을 이용한 무접점 충전 시스템에 대한 예는 다양하게 적용할 수 있으며, 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 가장 바람직한 실시 예에 대해 설명하기로 한다.Examples of a contactless charging system using an ASK charging control module according to the present invention can be variously applied. Hereinafter, the most preferred embodiment will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 의한 ASK방식의 충전제어모듈을 이용한 무접점 충전 시스템의 예를 나타낸 구성도로서, 무선전력신호를 송출하는 무접점전력전송장치(100)와, 상기 무선전력신호를 수신하여 배터리셀을 충전하는 무접점전력수신장치(200)의 세부구성을 나타낸 것이다.1 is a configuration diagram showing an example of a contactless charging system using an ASK type charging control module according to the present invention. The contactless
상기 무접점전력전송장치(100)는, 1차측코어부(110), ID확인부(120), 무선전력전송제어부(130), 스위칭제어부(140), 구동드라이버(150), 직렬공진형컨버터(160), 궤환회로부(170)를 포함하여 구성된다.The contactless
상기 1차측코어부(110)는 제1 전력송신코어(111) 및 제2 전력송신코어(112)로 구성되며, 직렬공진형컨버터(160)에 병렬로 연결되어 구성된다.The primary
상기 ID확인부(120)는 상기 1차측코어부(110)의 부하변화를 감지하고, 해당 부하변화가 무접점전력수신장치(200)에 의한 것인지를 판단하는 것으로, 부하변화감지기능과 더불어 무접점전력수신장치(200)로부터 전송된 신호 중 AC신호의 데이터신호코드를 분석 및 처리하는 기능을 수행한다.The
상기 무선전력전송제어부(130)는 상기 ID확인부(120)의 판단결과를 전송받아 확인하고, 해당 부하변화가 무접점전력수신장치(200)에 의한 것인 경우, 상기 1차측코어부(110)를 통해 무선전력신호를 송출하기 위한 전력제어신호를 상기 구동드 라이버(150)로 전송한다.The wireless power
그리고, 상기 ID확인부(120)에서 필터링된 데이터신호를 분석처리하고, 이에 대응하여 구동드라이버(150)를 제어하게 된다. 또한, 데이터신호(예를 들어, ID요청신호)를 생성하여 1차측코어부(110)를 통해 무접점전력수신장치(200)로 전송하는 기능을 수행한다.In addition, the
상기 스위칭제어부(140)는 직렬공진형컨버터(160)와 제1 전력송신코어(111) 및 제2 전력송신코어(112)의 사이에 각각 구성되는 제1 스위치(141) 및 제2 스위치(142)의 스위칭동작을 제어하는 것이다.The
상기 구동드라이버(150)는 송출하고자 하는 무선전력신호의 세기에 대응하여 직렬공진형컨버터(160)의 동작을 제어하는 것이다.The
상기 직렬공진형컨버터(160)는 구동드라이버(150)의 제어에 의해 송출하고자 하는 무선전력신호를 발생하기 위한 송출전원을 생성하여 상기 1차측코어부(110)로 공급하는 것이다.The
다시 말해, 무선전력전송제어부(130)가 요구되는 전력값을 갖는 무선전력신호의 송출을 위한 전력제어신호를 구동드라이버(150)로 전송하면, 상기 구동드라이버(150)는 전송된 전력제어신호에 대응하여 직렬공진형컨버터(160)의 동작을 제어하고, 상기 직렬공진형컨버터(160)는 구동드라이버(150)의 제어에 의하여 요구되는 전력값에 대응하는 송출전원을 1차측코어부(110)에 인가함으로써, 요구되는 세기의 무선전력신호가 송출되도록 하는 것이다.In other words, when the wireless power
상기 궤환회로부(170)는, AC신호의 코드데이터가 1차측코어부(110)로 수신되 면, 상기 1차측코어부(110)에 인가되는 DC신호로부터 AC신호의 코드데이터를 추출하는 것으로, 도 3에 나타난 바와 같이, 상기 1차측코어부(110)의 제1 전력송신코어(111) 및 제2 전력송신코어(112)의 일측단과 전기적으로 연결되어 DC신호성분을 제거(저주파성분 제거)하는 RC필터회로(171)와, 상기 RC필터회로와 전기적으로 연결되는 OP-AMP를 포함하는 증폭회로(172)를 포함하여 구성한다.The
다시 말해, RC필터회로(171)에서 DC신호성분인 저주파신호가 제거되고, 추출된 AC신호성분이 증폭회로에서 증폭되는 것이다.In other words, the low frequency signal which is a DC signal component is removed from the
따라서, 진폭이 적은 신호의 송수신이 가능해지는 것이다.Therefore, transmission and reception of a signal with a small amplitude becomes possible.
그리고, 무선전력신호를 수신하여 전력을 공급받는 무접점전력수신장치(200)는, 상기 송출된 무선전력신호에 의해 유도전력을 생성하는 2차측코어부(210)인 전력수신코어(211)와, 유도된 전력을 정류하는 정류부(220) 및 정류된 전력으로 배터리셀을 충전하는 배터리셀모듈(230)을 포함한다.In addition, the
여기서, 상기 배터리셀모듈(230)에는 과전압 및 과전류방지회로, 온도감지회로 등의 보호회로가 포함되어 구성되며, 특히, 배터리셀의 충전상태 등의 정보를 수집 및 처리하는 충전관리모듈이 포함된다.Here, the
또한, 상기 무접점전력수신장치(200)는, AC모듈레이션(Modulation) 방식으로 변환된 AC신호의 코드데이터를, 2차측코어부(210)를 통해 송수신하는 ID송수신부(240)가 더 포함되어 구성된다.The
상기 ID송수신부는, 도 2에 나타난 바와 같이, 상기 2차측코어부(210)의 전력수신코어(211)와 병렬로 연결되어 DC신호성분을 제거하는 커패시터(Capacitor)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 2, the ID transmitter / receiver includes a capacitor connected in parallel with the
그리고, 상기 커패시터의 일측단에는 레지스터(Resistor)가 구성되며, 상기 레지스터는 코드데이터를 AC신호로 변환하는 AC모듈레이션부(241)와 연결된다.A resistor is formed at one end of the capacitor, and the resistor is connected to an
이하에서, 상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 무선전력송신용 코어구조를 이용한 무접점 충전 시스템의 충전 방법을 살펴보기로 한다.Hereinafter, the charging method of the contactless charging system using the core structure for wireless power transmission according to the present invention configured as described above will be described.
먼저, 도 4a 및 도 4b를 참조하여 무점점전력전송장치(100)의 동작을 살펴보면, 무접점전력전송장치(100)의 스위칭제어부(140)는 제1 스위치(141) 및 제2 스위치(142)를 오프(Off)상태로 유지하고, ID확인부(120)가 1차측코어부(110)의 제1 전력송신코어(111) 및 제2 전력송신코어(112)의 부하변화를 감지하는 대기상태를 유지(스텐바이모드)한다(S101).First, referring to FIGS. 4A and 4B, the operation of the
상기와 같은 대기상태(S110)에서, 무접점전력수신장치(200)가 무접점전력전송장치(100)에 놓여지게 되면, 제1 전력송신코어(111) 및 제2 전력송신코어(112)에 자기장의 변화가 발생되고, ID확인부(120)가 이를 감지하게 된다(S102).In the standby state (S110) as described above, when the
상기와 같이 부하변화가 감지되면, ID확인부(120)는 이를 무선전력전송제어부(130)에게 알려주게 되며, 상기 무선전력전송제어부(130)는 1차측코어부(110)를 통해 헤더ID를 요청하는 신호를 전송한다(S103).When the load change is detected as described above, the
여기서, 헤더ID는 ID코드(Code)의 헤더(Header)부분에 있는 코드를 말한다.Here, the header ID refers to a code in the header of the ID code.
한편, 도 5a에 나타난 바와 같이 상기 무접점전력수신장치(200)는, 배터리셀을 충전하기 위한 스텐바이모드(Standby mode)(S201)에서, 상기와 같은 헤더ID요청신호가 수신되면(S202), 전력수신코어(211)를 통해 헤더ID코드를 송신한다(S203).Meanwhile, as shown in FIG. 5A, the
상기 헤더ID코드가 1차측코어부(110)로 수신되면, ID확인부(120)는 해당 물체가 무접점전력수신장치(200)인 것으로 판단하고, 응답신호가 수신되지 않으면 금속재질의 이물질인 것으로 판단한다(S104).When the header ID code is received by the primary
이물질인 것으로 판단되면, LCD 또는 LED와 같은 출력장치를 통해 문자 또는 발광형태로 이물질이 감지된 것을 사용자에게 알려주며(S106), 무접점전력수신장치(200)인 것으로 판단되면, 1차측코어부(110)를 통해 풀ID를 요청하는 신호를 전송한다(S105).If it is determined that the foreign matter, and informs the user that the foreign matter is detected in the form of letters or light through the output device such as LCD or LED (S106), if it is determined that the
여기서, 풀ID는 ID코드의 전체(Full)코드를 말한다.Here, the full ID refers to the full code of the ID code.
한편, 도 5a에 나타난 바와 간이 상기 무접점전력수신장치(200)는, 배터리셀을 충전하기 위한 스텐바이모드(Standby mode)(S201)에서, 상기와 같은 풀ID요청신호가 수신되면(S202), 전력수신코어(211)를 통해 풀ID코드를 송신한다(S203).Meanwhile, as illustrated in FIG. 5A, the
상기 풀ID코드가 수신되면, ID확인부(120)는 이를 확인하여, 정상적인 ID코드가 수신된 경우 해당 무접점전력수신장치(200)측으로 무선전력신호를 송출하고(S108), 수신된 ID코드가 정상적이지 않은 경우, ID에러를 사용자에게 알려주게 된다(S109).When the full ID code is received, the
여기서, ID코드에 대한 요청신호의 송출 및 응답신호의 수신을 위하여 동작되는 무접점전력전송장치(100)의 세부구성 중 일부에 대한 설명은 생략하였으나, 이는 본 발명에 의한 충전 시스템을 설명하면서 이미 설명된 내용이며, 이하에서도 불필요하게 반복되는 내용에 대하여 생략할 수 있음은 당연하다.Here, the description of some of the detailed configuration of the contactless
한편, ID코드가 수신된 코어가 제1 전력전송코어(111)인 경우, 무선전력전송 제어부(130)는 스위칭제어부(140)에 스위칭제어신호를 전송하여 제1 스위치(141)를 온시키고 제2 스위치(142)를 오프시킨 후, 구동드라이버(150)에 전력제어신호를 전송하여(S193) 제1 전력전송코어(111)를 통해 무선전력신호를 송출한다.On the other hand, when the core in which the ID code is received is the first
이때, 송출되는 무선전력신호의 출력전력은 기준전력값에 대응하여 송출되며, 상기 기준전력값은 무접점전력수신장치(200)에서 요구되는 입력전압(예를 들어, 4.5V 내지 5.5V)으로 유도될 수 있는 전압에 대응되는 값이다.At this time, the output power of the transmitted wireless power signal is transmitted in response to the reference power value, the reference power value to the input voltage (for example, 4.5V to 5.5V) required by the
그리고, ID가 수신된 코어가 제2 전력전송코어(112)인 경우, 무선전력전송제어부(130)는 스위칭제어부(140)에 스위칭제어신호를 전송하여 제1 스위치(141)를 오프시키고 제2 스위치(142)를 온시킨 후, 구동드라이버(150)에 전력제어신호를 전송하여 제2 전력전송코어(111)를 통해 무선전력신호를 송출한다.In addition, when the ID received core is the second
만약, 전력수신코어(211)가 도 6에 나타난 중첩영역에 위치하게 될 경우, 제1 전력전송코어(111) 및 제2 전력전송코어(112)가 동시에 ID를 수신하게 되면, 무선전력전송제어부(130)는 스위칭제어부(140)에 스위칭제어신호를 전송하여 제1 스위치(141) 및 제2 스위치(142)를 온시키고, 구동드라이버(150)에 전력제어신호를 전송하여 제1 전력전송코어(111) 및 제2 전력전송코어(112)를 통해 무선전력신호를 송출한다.If the
이때, 상기 제1 전력전송코어(111) 및 제2 전력전송코어(112)에서 각각 기준전력값에 대응하는 출력전력으로 무선전력신호를 출력하게 될 경우, 전력수신코어(211)에 과도한 전압이 유도될 수 있다.At this time, when the first
따라서, 제1 전력전송코어(111) 및 제2 전력전송코어(112)가 동시에 ID를 수 신하는 경우에는, 제1 전력전송코어(111)의 출력전력과 제2 전력전송코어(112)의 출력전력의 합이 기준전력값에 대응하도록 제어하여 무선전력신호를 송출하는 것이 바람직하다.Accordingly, when the first
상기와 같은 과정에 의해 무접점전력수신장치(200)로 무선전력신호가 수신되면(S204), 상기 무접점전력수신장치(200)는 전력수신코어(211)에 유도되는 전기에너지를 이용하여 배터리셀을 충전하게 된다(S205).When the wireless power signal is received by the
그리고, 상기 무접점전력수신장치(200)는 배터리셀의 충전상태를 확인하여(S206), 해당 배터리셀의 만충전여부(S207)와 게이지변화여부(S210)를 확인하고, 본 발명의 목적인 안정적인 충전을 이루기 위하여, 전력수신코어(211)에 유도되는 전압을 감지하고, 감지된 유도전압이 충전동작에 요구되는 입력전압의 범위(예를 들어, 4.5V 내지 5.5V)에 포함되는지를 판단한다(S213)(S215).In addition, the contactless
상기 판단결과, 배터리셀이 만충전인 경우(S207), 배터리셀모듈(230)은 ID송수신부(240)를 통해 AC모듈레이션(Modulation) 방식으로 변환된 파워오프코드(Power off code)를 무접점전력전송장치(100)로 전송하고(S208), 충전동작을 완료하며(S209), 게이지가 변환된 경우(S210) 게이지코드(Gauge code)를 전송한다(S211).As a result of the determination, when the battery cell is fully charged (S207), the
그리고, 상기 판단결과, 설정된 범위에 포함되지 않을 경우, 무접점전력수신장치(200)는 무접점전력전송장치(100)로 전력제어요청신호를 전송한다(S240).In addition, when the determination result is not included in the set range, the
예를 들어, 도 7에 나타난 바와 같이, 전력수신코어(211)가 외곽으로 이동하여 설정범위보다 낮은 전압이 유도된 경우(S213), 파워업코드(Power up code)를 전 송하고(S214), 전력수신코어(211)가 도 6의 중첩영역에 위치하여 제1 전력전송코어(111) 및 제2 전력전송코어(112)에서 동시에 송출되는 무선전력신호에 의해 전력수신코어(211)에 설정범위보다 높은 전압이 유도된 경우(S215), 파워다운코드(Power down code)를 전송한다(S216).For example, as shown in FIG. 7, when the
상기와 같은 각 코드가 전송되면, 무접점전력수신장치(200)는 무접점전력전송장치(100)로부터 전송되는 무선전력신호의 세기 등을 모니터한다(S212).When the above codes are transmitted, the
상기와 같은 전력제어코드가 무접점전력전송장치(100)의 1차측코어부(110)로 수신되면(S110), 궤환회로부(170)가 1차측코어부(110)에 유도된 신호(DC성분의 송출전력신호 및 수신된 AC성분의 코드신호)로부터 해당 코드를 추출한다.When the power control code as described above is received by the primary
무선전력전송제어부(130)는 상기 추출된 코드를 수신하여 분석한 후, 해당 코드가 파워오프코드인 경우(S111) LED 또는 LCD 등을 통해 만충전상태임을 표시하고(S112), 게이지코드인 경우(S113) 충전상태를 출력하며(S114), 파워업코드인 경우(S116) 해당 전력송신코어의 송출전력을 높이고(S117), 파워다운코드인 경우(S118) 해당 전력송신코어의 송출전력을 낮춘다(S119).The wireless power
도 4b에서 'S115'는 지속적인 충전여부를 판단하기 위한 것이다.In Figure 4b 'S115' is to determine whether the continuous charging.
무접점전력전송장치(100)의 무선전력전송제어부(130)는 수신된 전력제어요청신호(각 코어신호)에 대응하는 보정전력값을 산출한 후, 상기 기준전력값에 보정전력값을 적용하여 상기 제1 전력송신코어(111) 및 제2 전력송신코어(112) 중 적어도 하나를 통해 무선전력신호를 송출함으로써, 무접점전력수신장치(200)의 위치에 관계없이 안정적인 충전이 가능해진다. The wireless power
한편, 무선전력전송방식을 이용하여 무선전력신호를 전송하는 무접점전력전송장치에 구비되는 1차측코어(110)는 도 6에 나타난 바와 같이, 제1 전력송신코어(111)와 제2 전력송신코어(112) 및 차폐구(115)에 구성되며, 도 6은 무접점전력수신장치(200)에 구비되는 2차측코어(210)인 전력수신코어(211)가 상기 제1 전력송신코어(111) 및 제2 전력송신코어(112) 상에서 이동되는 것을 나타낸 것이다.Meanwhile, as shown in FIG. 6, the
상기 제1 전력송신코어(111) 및 제2 전력송신코어(112)는, 리쯔형태 또는 PCB패턴타입으로 형성되며, 제1 전력송신코어(111)만의 영역인 제1 단일영역과, 제2 전력송신코어(112)만의 영역인 제2 단일영역, 그리고 제1 전력송신코어(111) 및 제2 전력송신코어(112)가 오버랩(Overlap)되는 중첩영역을 갖도록 구성된다.The first
따라서, 도 6에 나타난 바와 같이 2차측코어인 전력수신코어(211)가 이동하더라도 지속적으로 전력을 공급받을 수 있는 것이다.Therefore, as shown in FIG. 6, even when the
더불어, 제1 전력송신코어(111) 및 제2 전력송신코어(112)가 오버랩(Overlap)되는 중첩영역의 폭(W1)을, 전력수신코어(211)의 폭(W2)보다 넓게 형성함으로써, 전력수신코어(211)가 이동한다 하더라도, 항상 제1 전력송신코어(111) 또는 제2 전력송신코어(112)에 의한 무선전력신호 수신영역내에 존재하도록 함이 바람직하다.In addition, by forming a width W1 of the overlapping area where the first
그리고, 본 발명에 의한 무선전력송신용 코어의 층구조는, 도 6a 내지 도 6d에 나타난 바와 같이 적용될 수 있다.The layer structure of the core for wireless power transmission according to the present invention may be applied as shown in FIGS. 6A to 6D.
이를 보다 상세히 살펴보면 도 8a에 나타난 바와 같이, 제1 전력송신코어(111)를 절곡형성하고, 제1 전력송신코어(111)의 중첩영역이, 상기 제2 전력송신 코어(112)의 중첩영역 상부에 위치하도록 하는 복층구조로 구성할 수 있다.Referring to this in detail, as shown in FIG. 8A, the first
또한, 도 8b에 나타난 바와 같이, 제1 전력송신코어(111)를 절곡형성하고, 제1 전력송신코어(111)의 중첩영역이, 상기 제2 전력송신코어(112)의 중첩영역 하부에 위치하도록 하는 복층구조로 구성할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 8B, the first
또한, 도 8c에 나타난 바와 같이, 제1 전력송신코어(111) 및 제2 전력송신코어(112)를 절곡형성하고, 제1 전력송신코어(111)의 중첩영역이, 상기 제2 전력송신코어(112)의 중첩영역 하부에 위치하도록 하는 복층구조로 구성할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 8C, the first
또한, 도 8d에 나타난 바와 같이, 제1 전력송신코어(111) 및 제2 전력송신코어(112)의 높이레벨을 다르게 하여, 제1 전력송신코어(111)의 중첩영역이, 상기 제2 전력송신코어(112)의 중첩영역 상부에 위치하도록 하는 복층구조로 구성할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 8D, the height level of the first
이상에서 본 발명에 의한 ASK방식의 충전제어모듈을 이용한 무접점 충전 시스템에 대하여 설명하였다. 이러한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.The contactless charging system using the ASK charging control module according to the present invention has been described above. Such a technical configuration of the present invention will be understood by those skilled in the art that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention.
그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, the above-described embodiments are to be understood in all respects as illustrative and not restrictive, and the scope of the present invention is indicated by the appended claims rather than the foregoing description, and the meanings of the claims and All changes or modifications derived from the scope and the equivalent concept should be construed as being included in the scope of the present invention.
도 1은 본 발명에 의한 ASK방식의 충전제어모듈을 이용한 무접점 충전 시스템의 예를 나타낸 구성도이다.1 is a block diagram showing an example of a contactless charging system using an ASK charging control module according to the present invention.
도 2는 도 1에 나타난 무접점전력수신장치의 주요구성에 대한 예를 나타낸 회로도이다.FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of the main configuration of the contactless power receiver shown in FIG.
도 3은 도 1에 나타난 무접점전력전송장치의 주요구성에 대한 예를 나타낸 회로도이다.3 is a circuit diagram showing an example of the main configuration of the contactless power transmission device shown in FIG.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 의한 무접점전력전송장치의 제어방법에 대한 예를 나타낸 순서도이다.4A and 4B are flowcharts showing an example of a control method of a contactless power transmission apparatus according to the present invention.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 의한 무접점전력수신장치의 제어방법에 대한 예를 난타낸 순서도이다.5A and 5B are flowcharts illustrating an example of a control method of a contactless power receiver according to the present invention.
도 6은 본 발명에 의한 무접점전력전송장치의 1차측코어의 구성에 대한 예를 나타낸 구성도이다.6 is a configuration diagram showing an example of the configuration of the primary side core of the contactless power transmission apparatus according to the present invention.
도 7은 도 4b의 단계 'S117' 및 도 5b의 단계 'S214'를 설명하기 위한 구성도이다.FIG. 7 is a configuration diagram for describing step S117 of FIG. 4B and step S214 of FIG. 5B.
도 8a 내지 도 8d는 도 6에 나타난 1차측코어의 층구조에 대한 예를 나타낸 구성도이다.8A to 8D are diagrams showing examples of the layer structure of the primary side core shown in FIG. 6.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100 : 무접점전력전송장치 110 : 1차측코어부100: contactless power transmission device 110: primary side core
120 : ID확인부 130 : 무선전력전송제어부120: ID verification unit 130: wireless power transmission control unit
140 : 스위칭제어부 150 : 구동드라이버140: switching control unit 150: drive driver
160 : 직렬공진형컨버터 170 : 궤환회로부160: series resonant converter 170: feedback circuit
200 : 무접점전력수신장치 210 : 2차측코어부200: contactless power receiver 210: secondary core portion
220 : 정류부 230 : 배터리셀모듈220: rectifier 230: battery cell module
240 : ID송수신부 241 : AC모듈레이션부240: ID transmission and reception unit 241: AC modulation unit
Claims (7)
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