KR101006187B1 - 무선공명전력충전시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유도전력전송장치와 이격되어 위치되는 무선전력수신장치에 무선으로 전력신호가 전송되도록 하되 공명전력신호로 변환되어 전송되도록 하기 위한 공명전력전송장치가 구비되는 무선공명전력충전시스템에 있어서, 상기 공명전력전송장치는 유도전력전송장치에서 발신되는 유도자기장을 수신받아 공명전력신호로 변환하여 발신하도록 하기 위한 공명전력변환장치; 및 상기 공명전력변환장치에서 발신되는 공명전력신호를 수신받아 유도자기장으로 변환하여 발신하도록 하여 상기 무선전력수신장치에서 유도기전력으로 수신받아 충전되도록 하기 위한 공명전력수신장치가 포함되어 구비되는 것을 특징으로 하는 무선공명전력충전시스템, 무선공명전력충전시스템의 제어방법, 이와 관련된 공명 전력 전환 장치와 공명 전력 전환 장치에 관한 것이다.

무선공명전력전송장치, 무선전력수신장치, 핸드폰, 충전코어

Description

무선공명전력충전시스템{WIRELESS CHARGING SYSTEM}

본 발명은 전력충전시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하나의 유도전력전송장치에서 발신되는 유도자기장의 전력신호를 수신받아 공명전력신호로 변환하여 전력신호를 송수신하기 때문에 휴대용단말기, 배터리팩 등과 같이 무선전력수신장치가 유도전력전송장치와 수 미터 정도로 이격되어 있어도 안정적으로 전력을 수신하여 이용할 수 있도록 하는 무선공명전력충전시스템에 관한 것이다.

일반적으로 휴대폰, PDA, PMP, DMB단말기, MP3 또는 노트북과 같은 휴대용 장치들은 일반 가정 전원을 이용할 수 없어, 일회용 배터리를 장착하거나 충방전이 가능한 배터리가 장착되는 것이다.

그리고 이러한 휴대용장치의 배터리에 전기를 충전시키기 위한 충전기는 일반전원으로부터 전기를 공급받아 배터리에 전원공급단자를 통하여 배터리팩에 전원을 공급하는 단자공급방식이 이용되고 있다. 하지만 이러한 단자공급방식으로 전원을 공급하면, 충전기와 배터리가 서로 결합되거나 분리될 경우, 양측의 단자들이 서로 다른 전위차를 가지고 있어서 순간방전현상이 발생된다. 이로써 양측 단자들에는 점점 이물질이 쌓이게 되며, 이로 인해서 화재가 발생할 우려가 있는 것이다. 또한 습기가 묻어 자연 방전되는 등 충전기 및 배터리의 수명 및 성능을 저하시키는 문제점이 있다.

이와 같은 단자공급방식의 문제점을 해결하기 위하여, 무접점 충전기가 개발되었다. 이러한 종래기술에 따른 무접점 충전기는 무접점충전기의 1차코일의 상부로, 충전하고자 하는 배터리가 내재된 단말기을 위치시키면, 배터리의 2차코일에 의하여 충전이 된다. 즉 1차코일에서 발생되는 자기장에 의해 2차코일에서는 유도기전력으로 유도되는 전기를 충전하는 것이다.

그러나 이러한 종래의 무접점 충전기는 단지 휴대용 단말기에 전력을 공급할 뿐, 다른 용이한 용도로 이용할 수 없어 실용성에 제한이 있는 것이다. 또한 일반적인 무접점 충전기는 무선으로 전력을 전송하기에 전송거리가 짧아 이용에 제한이 되고 있어 이격된 거리의 무선기기에 전송하기 위한 기술 개발이 시급한 과제이다.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명은 하나의 유도전력전송장치에서 발신되는 유도자기장의 전력신호를 수신받아 공명전력신호로 변환하여 전력신호를 송수신하기 때문에 휴대용단말기, 배터리팩 등과 같이 무선전력수신장치가 유도전력전송장치와 수 미터 정도로 이격되어 있어도 안정적으로 전력을 수신하여 이용할 수 있도록 하는 목적이 있다.

그리고 하나의 유도전력전송장치에서 유도자기장으로 발신되는 전력신호에 대하여 공면전력신호를 이용하기 때문에 무선전력수신장치의 휴대단말기 또는 배터리팩 등이 다수 개 구비되어 충전될 수 있어서 동시에 많은 수의 무선전력수신장치들의 전체 충전시간이 절약되도록 하는 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무선공명전력충전시스템은, 유도전력전송장치(10)와 이격되어 위치되는 무선전력수신장치(40)에 무선으로 전력신호가 전송되도록 하되 공명전력신호로 변환되어 전송되도록 하기 위한 공명전력전송장치(B)가 구비되는 무선공명전력충전시스템(A)에 있어서, 상기 공명전력전송장치(B)는 유도전력전송장치(10)에서 발신되는 유도자기장을 수신받아 공명전력신호로 변환하여 발신하도록 하기 위한 공명전력변환장치(20); 상기 공명전력변환장치(20)에서 발신되는 공명전력신호를 수신받아 유도자기장으로 변환하여 발신 하도록 하여 상기 무선전력수신장치(40)에서 유도기전력으로 수신받아 충전되도록 하기 위한 공명전력수신장치(30)가 포함되어 구비되는 것을 특징으로 한다.

이에 상기 공명전력변환장치(20)는 상기 유도전력전송장치(10)에서 발신되는 유도자기장으로부터 유도기전력이 발생되도록 하기 위한 변환전력수신코어(23)가 일측에 구비되고, 상기 공명전력수신장치(30) 측으로 공명전력신호가 발신되도록 하기 위한 변환전력전송코어(27)가 타측에 구비되며, 상기 변환전력수신코어(23)에서 발생되는 전력신호에 대하여 변환전력전송코어(27)에서 발신되는 공명전력신호로 전력신호가 발신하도록 하기 위한 변환컨버터부(26) 및 변환제어부(22)가 포함되어 구비될 수 있다.

또한 상기 공명전력변환장치(20)는, 상기 변환전력수신코어(23)로부터 전송되는 전력신호를 수신받아 신호처리하는 변환전력수신처리부(24); 상기 변환제어부(22)의 제어에 의하여 상기 변환전력전송코어(27)에서 공명전력신호가 발신되도록 하는 출력신호를 상기 변환전력전송코어(27) 측으로 전송하기 위한 변환컨버터부(26); 상기 변환제어부(22)의 제어에 의하여 무선발신되는 공명전력신호가 발신되도록 상기 변환컨버터부(26)측으로 신호를 전송하기 위한 전력신호변환처리부(25)가 포함되어 구비될 수 있다.

그리고 상기 공명전력수신장치(30)는 상기 공명전력변환장치(20)에서 발신되 는 공명전력신호로부터 전력신호를 수신받기 위한 공명전력수신코어(33)가 일측에 구비되고, 무선전력수신장치(40) 측으로 유도자기장이 발신되도록 하기 위한 유도전송코어(37)가 타측에 구비되며, 상기 공명전력수신코어(33)에서 발생되는 전력신호에 대하여 유도전송코어(37)에서 발신되는 유도자기장에 의한 신호로 전력신호가 발신되도록 하기 위한 공명컨버터부(36) 및 공명수신제어부(32)가 포함되어 구비될 수 있다.

또한 상기 공명전력수신장치(30)는, 상기 변환전력전송코어(27)에서 발신되는 공명전력신호를 수신받는 상기 공명전력수신코어(33)로부터 신호를 전송받아 처리하는 공명수신신호처리부(34); 상기 공명수신제어부(32)의 제어에 의하여 상기 유도전송코어(37)에서 유도전력신호가 발신되도록 하는 출력신호를 상기 유도전송코어(37) 측으로 전송하기 위한 공명컨버터부(36); 상기 공명수신제어부(32)의 제어에 의하여 무선발신되는 유도전력신호가 발신되도록 상기 공명컨버터부(36) 측으로 신호를 전송하기 위한 공명신호변환처리부(35)가 포함되어 구비될 수 있다.

그리고 본 발명에 따른 무선공명전력충전시스템은, 유도전력전송장치(10)와 이격되어 위치되는 무선전력수신장치(40)에 무선으로 전력신호가 전송되도록 하되 공명전력신호로 변환되어 전송되도록 하기 위한 공명전력전송장치(B)가 구비되는 무선공명전력충전시스템(A)에 있어서, 상기 공명전력전송장치(B)는 유도전력전송장치(10)에서 발신되는 유도자기장을 수신받아 공명전력신호로 변환하여 발신하도록 하기 위한 공명전력변환장치(20); 상기 공명전력변환장치(20)에서 발신되는 공명전력신호를 수신받아 유도자기장으로 변환하여 발신하도록 하여 상기 무선전력수신장치(40)에서 유도기전력으로 수신받아 충전되도록 하기 위한 공명전력수신장치(30)가 포함되어 구비되어지되, 상기 공명전력변환장치(20)는 상기 유도전력전송장치(10)에서 발신되는 유도자기장으로부터 유도기전력이 발생되도록 하기 위한 변환전력수신코어(23)가 일측에 구비되고, 상기 공명전력수신장치(30) 측으로 공명전력신호가 발신되도록 하기 위한 변환전력전송코어(27)가 타측에 구비되며, 상기 변환전력수신코어(23)와 변환전력전송코어(27) 사이에 병렬로 연결되는 변환공진커패시터(Cs)가 구비되고, 상기 공명전력수신장치(30)는 상기 공명전력변환장치(20)에서 발신되는 공명전력신호로부터 전력신호를 수신받기 위한 공명전력수신코어(33)가 일측에 구비되고, 무선전력수신장치(40) 측으로 유도자기장이 발신되도록 하기 위한 유도전송코어(37)가 타측에 구비되며, 상기 공명전력수신코어(33)와 유도전송코어(37) 사이에 병렬로 연결되는 수신공진커패시터(Cd)가 구비될 수 있다.

이에 더하여 유도전력전송장치(10)와 이격되어 위치되는 무선전력수신장치(40)에 무선으로 전력신호가 전송되도록 하되 공명전력신호로 변환되어 전송되도록 하기 위한 공명전력전송장치(B)가 구비되는 본 발명에 따른 무선공명전력충전시스템(A)의 제어방법에 있어서, 유도전력전송장치(10)의 유도전송제어부(12)의 제어에 의하여 1차측전송코어(13)에서 무선유도전력신호가 발신되도록 하는 1차유도전력신호 발신단계(S01);

상기 1차유도전력신호 발신단계(S01)에 의하여 발신되는 유도자기장에 대하여, 상기 공명전력전송장치(B)에 있어서, 공명전력변환장치(20)의 변환전력수신코어(23)를 통하여 유도전력신호를 수신받고, 상기 공명전력변환장치(20)의 변환제어부(22)의 제어에 의하여 신호변환처리된 후, 변환전력전송코어(27)를 통하여 공명전력발신신호가 발신되도록 하는 공명전력신호 발신단계(S02);

상기 공명전력신호 발신단계(S02)에 의하여 발신되는 공명전력신호에 대하여, 공명전력수신장치(30)의 공명전력수신코어(33)를 통하여 공명전력신호를 수신받고, 상기 공명전력수신장치(30)의 공명수신제어부(32)의 제어에 의하여 신호변환처리된 후, 유도전송코어(37)를 통하여 유도자기장에 따른 무선전력신호가 발신되도록 하는 2차유도전력신호 발신단계(S03);

상기 2차유도전력신호 발신단계(S03)에 의하여 발신되는 유도자기장에 따른 무선전력신호에 대하여, 무선전력수신장치(40)의 2차측충전코어(43)를 통하여 유도전력신호를 수신받아, 무선전력수신제어부(42)의 제어에 의하여 전력신호가 처리된 후 배터리셀(41)에 전력이 충전되도록 하는 2차유도전력신호 수신단계(S04)가 포함되어 구비될 수 있다.

나아가 유도전력전송장치(10)와 이격되어 위치되는 무선전력수신장치(40)에 무선으로 전력신호가 전송되도록 하되 공명전력신호로 변환되어 전송되도록 하기 위한 공명전력전송장치(B)가 구비되는 본 발명에 따른 무선공명전력충전시스템(A)의 제어방법에 있어서,

유도전력전송장치(10)의 유도전송제어부(12)의 제어에 의하여 1차측전송코어(13)에서 무선유도전력신호가 발신되도록 하는 1차유도전력신호 발신단계(S01);

상기 1차유도전력신호 발신단계(S01)에 의하여 발신되는 유도자기장에 대하여, 공명전력전송장치(B)에 있어서, 공명전력변환장치(20)의 변환전력수신코어(23)를 통하여 유도전력신호를 수신받고, 변환전력수신처리부(24)에서 수신전력신호를 처리하는 1차유도전력신호 수신단계(S21);

1차유도전력신호 수신단계(S21)에 의하여 수신된 유도전력신호에 대하여, 상기 공명전력변환장치(20)의 변환제어부(22)의 제어에 의하여, 전력신호변환처리부(25)에서 공명에 따른 신호로 변환처리한 하는 공명신호컨버팅단계(S22);

상기 공명신호컨버팅단계(S22) 이후, 상기 변환제어부(22)의 제어에 의하여 변환컨버터부(26)로부터 전송되는 신호에 대하여 변환전력전송코어(27)를 통하여 공명전력발신신호가 발신되도록 하는 공명전력신호 발신단계(S23);

상기 공명전력신호 발신단계(S23)에 의하여 발신되는 공명전력신호에 대하여, 공명전력수신장치(30)의 공명전력수신코어(33)를 통하여 공명전력신호를 수신받고, 공명수신처리부(34)에서 수신전력신호를 처리하는 공명전력신호 수신단계(S31);

상기 공명전력신호 수신단계(S31)에 의하여 수신된 공명전력신호에 대하여, 상기 공명전력수신장치(30)의 공명수신제어부(32)의 제어에 의하여, 공명신호변환처리부(35)에서 유도전력신호에 따른 신호로 변환처리한 하는 유도전력신호컨버팅단계(S32);

상기 유도전력신호컨버팅단계(S32) 이후, 상기 공명수신제어부(32)의 제어에 의하여 공명컨버터부(36)로부터 전송되는 신호에 대하여 유도전송코어(37)를 통하여 유도자기장에 따른 무선전력신호가 발신되도록 하는 2차유도전력신호 발신단계(S33);

상기 2차유도전력신호 발신단계(S33)에 의하여 발신되는 유도자기장에 따른 무선전력신호에 대하여, 무선전력수신장치(40)의 2차측충전코어(43)를 통하여 유도전력신호를 수신받아, 무선전력수신제어부(42)의 제어에 의하여 전력신호가 처리된 후 배터리셀(41)에 전력이 충전되도록 하는 2차유도전력신호 수신단계(S04)가 포함되어 구비될 수 있다.
또한 본 발명의 다른 일실시예인, 공명 전력 변환 장치는, 유도 전력 전송 장치의 1차측 코어로부터 전력신호를 수신하기 위한 변환 전력 수신 코어; 상기 전력 신호를 공명 전력신호로 전환하기 위한 변환 컨버터부; 상기 공명 전력 신호를 공명 전력 수신 장치로 전송하기 위한 변환 전력 전송 코어; 및 상기 변환 전력 수신 코어로부터 수신된 전력신호를 상기 변환 컨버터부를 제어하여 공명 전력 신호로 전환하도록 상기 변환 컨버터부를 제어하는, 변환 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예의 일태양에 의하면, 상기 변환 전력 수신 코어는 상기 1차측 코어보다 그 Q값이 적어도 1.5배 이상일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예의 일태양에 의하면, 상기 공명 전력 변환 장치는, 상기 변환제어부에 의해 상기 변환 전력 수신코어부터의 전력 신호를 수신받아 신호 처리하는 변환 전력 수신 신호 처리부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예의 일태양에 의하면, 상기 공명 전력 변환 장치는, 상기 변환 제어부에 의해 상기 공명 전력 신호를 발신하도록 상기 변환 컨버터부측으로 신호를 전송하는 전력 신호 처리부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예의 일태양에 의하면, 상기 공명 전력 변환 장치는, 상기 변환 전력 수신 코어, 상기 변환 전력 전송 코어 및 상기 변환 컨버터부 중 적어도 하나의 상태 정보를 전송하기 위한 통신 단자를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 통신 단자는, 외부 장치로부터 제어 명령을 수신할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예인, 공명 전력 수신 장치는, 공명 전력 전환 장치의 변환 전력 전송 코어로부터 공명 전력신호를 수신하기 위한 공명 전력 수신 코어; 상기 공명 전력 신호를 유도 전력 신호로 전환하기 위한 출력신호를 발생시키는 공명 컨버터부; 상기 유도 전력 신호를 무선 전력 수신장치로 전송하기 위한 유도 전송 코어; 및 상기 공명 전력 수신 코어로부터 수신된 무선 전력신호를 상기 공명 컨버터부를 제어하여 전력 신호로 전환하는, 공명 수신 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예의 일태양에 의하면, 상기 공명 전력 수신 장치는, 상기 공명 수신 제어부에 의해 상기 공명 전력 수신코어부터의 공명 전력 신호를 수신받아 신호 처리하는 공명 수신 신호 처리부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예의 일태양에 의하면, 상기 공명 전력 수신 장치는, 상기 공명 수신 제어부에 의해 상기 유도 전력 신호를 발신하도록 상기 공명 컨버터부측으로 신호를 전송하는 공명 신호 변환 처리부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예의 일태양에 의하면, 상기 공명 전력 수신 장치는, 상기 공명 전력 수신 코어, 상기 공명 전송 코어 및 상기 공명 컨버터부 중 적어도 하나의 상태 정보를 전송하기 위한 통신 단자를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 통신 단자는, 외부 장치로부터 제어 명령을 수신할 수 있다.

상기와 같이 구비되는 본 발명은 하나의 유도전력전송장치에서 발신되는 유도자기장의 전력신호를 수신받아 공명전력신호로 변환하여 전력신호를 송수신하기 때문에 휴대용단말기, 배터리팩 등과 같이 무선전력수신장치가 유도전력전송장치와 수 미터 정도로 이격되어 있어도 안정적으로 전력을 수신하여 이용할 수 있도록 하는 탁월한 효과가 있다.

그리고 하나의 유도전력전송장치에서 유도자기장으로 발신되는 전력신호에 대하여 공면전력신호로 변환하여 전송하기 때문에 무선전력수신장치의 휴대단말기 또는 배터리팩 등이 다수 개 구비되어도 충전될 수 있어서 동시에 많은 수의 무선전력수신장치들의 전체 충전시간이 절약되도록 하는 효과가 있다.

이하 첨부되는 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 무선공명전력충전시스템에 대한 개략적인 구성도, 도 2는 본 발명에 따른 무선공명전력충전시스템에 대한 제1실시예의 구성도, 도 3은 본 발명에 따른 무선공명전력충전시스템에 대한 제2실시예의 구성도, 그리고 도 4는 본 발명에 따른 무선공명전력충전시스템에 대한 제2실시예의 제어흐름도가 각각 도시된 것이다.

즉 본 발명에 따른 무선충전시스템(A)은 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 유도전력전송장치(10)에서 무선으로 근거리에 위치되는 무선전력수신장치(40)에 전원이 충전되도록 공명전력신호로 변환하여 전력신호를 전송하기 위한 공명전력전송장치(B)가 구비되는 무선공명전력충전시스템(A)에 관한 것이다.

이러한 상기 공명전력전송장치(B)는 유도전력전송장치(10)에서 발신되는 유도자기장을 수신받아 공명전력신호로 변환하여 발신하도록 하기 위한 공명전력변환장치(20)와, 상기 공명전력변환장치(20)에서 발신되는 공명전력신호를 수신받아 유도자기장으로 변환하여 발신하도록 하여 상기 무선전력수신장치(40)에서 유도기전력으로 수신받아 충전되도록 하기 위한 공명전력수신장치(30) 등으로 구성될 수 있는 것이다.

따라서 일반적으로 무접선 전력전송장치로는 본 발명의 발명자가 다수 출원 한 기술에 의하면 유도자기장을 매개로 하여, 무접점 전력전송장치인 유도전력전송장치(10) 측으로부터 무접점 전력수신장치인 무선전력수신장치(40) 측으로 전송되도록 하여 구성됨을 기본으로 하였다. 그러나 이러한 유도자기장에 의한 전력전송은 거리의 한계가 있어, 유도전력전송장치(10)와 무선전력수신장치(40) 사이에 공명전력전송장치(B)에 의한 공명전력신호로 근거리, 즉 수 m(또는 십여미터) 내에서 전력전송이 가능하도록 하는 장점을 주는 것이다.

일반적인 기술로써 무선으로 전력을 송수신하는 방식으로 크게 3가지 방식이 있다 할 것이다. 첫째 전자기 유도방식, 둘째 전자파 방식, 셋째 전자기 공명 방식이 있다. 전자기 유도 방식의 경우에는 이미 본 발명의 발명자가 다수 출원하여 등록받는 바와 같이, 수 mm 내에서 비접촉 무선 전력전송의 높은 효율로 전력을 전달할 때 효과적이며, 전자파 발진 방식의 경우 수 mW급으로 수 m의 근거리에서 전력을 전달할 수 있으나, 전력이 너무 약하고 다른 무선기기에 간섭 등 노이즈의 영향을 줄 수 있기 때문에 그 실효성이 없다 할 것이다. 전자기 공명 방식의 경우는 다수의 알려진 실험에 의하여도 알 수 있듯이, 수 m까지 근거리로 전력을 전달이 가능하고 타 기기에 영향이 없어 많은 개발이 진행되고 있는 것이다. 그러나 커플러 자체가 너무 크고 효율이 낮은 문제점을 가지고 있어, 무선의 전력전송장치와 수신장치에 바로 적용할 수 없는 단점이 있다 할 것이다. 따라서 본 발명에서는 이러한 전자기 유도기술과 자기 공명 기술을 결합한 새로운 개념의 근거리 무선 전력 전송 매카니즘을 제공하여, 효율이 좋고 성능이 우수한 장치를 제공하고자 하는 것이다.

이를 위한 세부 구성을 살펴보면, 기본적으로 유도전력전송장치(10)에서 무선으로 근거리에 위치되는 무선전력수신장치(40)에 전원이 충전되도록 공명전력신호로 변환하여 전력신호를 전송하기 위한 무선공명전력충전시스템(A)의 공명전력전송장치(B)는 유도전력전송장치(10)에서 발신되는 유도자기장을 수신받아 공명전력신호로 변환하여 발신하도록 하기 위한 공명전력변환장치(20)와, 상기 공명전력변환장치(20)에서 발신되는 공명전력신호를 수신받아 유도자기장으로 변환하여 발신하도록 하여 상기 무선전력수신장치(40)에서 유도기전력으로 수신받아 충전되도록 하기 위한 공명전력수신장치(30)로 구비되는 것이다.

그리고 상기 공명전력변환장치(20)는 기본적으로 상기 유도전력전송장치(10)에서 발신되는 유도자기장으로부터 유도기전력이 발생되도록 하기 위한 변환전력수신코어(23)가 일측에 구비되고, 상기 공명전력수신장치(30) 측으로 공명전력신호가 발신되도록 하기 위한 변환전력전송코어(27)가 타측에 구비된다.

마찬가지로 상기 공명전력수신장치(30)는 기본적으로 상기 공명전력변환장치(20)에서 발신되는 공명전력신호로부터 전력신호를 수신받기 위한 공명전력수신코어(33)가 일측에 구비되고, 무선전력수신장치(40) 측으로 유도자기장이 발신되도록 하기 위한 유도전송코어(37)가 타측에 구비되는 것이다.

즉 유도전력전송장치(10) 및 무선전력수신장치(40)와 마찬가지로, 공명전력전송장치(B)의 공명전력변환장치(20) 및 공명전력수신장치(30)에서도 무선전력신호를 수신받고 또 다른 형태의 무선전력신호를 발신하기 위해서는 수신 및 전송용 코 어가 구성되어야 할 것이다.

그리고 유도전력전송장치(10)의 1차측전송코어(13)와 무선전력수신장치(40)의 2차측충전코어(43)는 유도자기장의 전력신호를 송신 및 수신하고 근접되어 작동하기 때문에 코어의 크기를 크게 하지 않아도 될 것이다. 또한 공명전력변환장치(20)의 변환전력수신코어(23)와 공명전력수신장치(30)의 유도전송코어(37)도 유도자기장의 전력신호를 송신 및 수신하고 근접되어 작동되기 때문에 코어의 크기를 크게하지 않아도 될 것이다. 반면 공명전력변환장치(20)의 변환전력전송코어(27)와 공명전력수신장치(30)의 공명전력수신코어(33)는 수 미터(때로는 십여미터) 정도로 이격된 상태에서 공명전력신호를 송신 및 수신하기 때문에 전력신호 송수신률을 양호하게 하기 위해서는, 유도자기장에 의한 전력신호 송수신용 코어보다 상대적으로 크게 구성되어야 할 것이다. 대략 그 크기(Q값)는 1.5배 내지 수십여배 정도의 크기로 크게 구성되어야만 공명신호에 의한 전력신호의 송수신 상태가 안정적일 것이다. 바림직하게는 대략 크기를 십여배 정도로 크게 구비되어야 할 것이다.

나아가 이러한 공명전력전송장치(B)의 공명전력변환장치(20) 및 공명전력수신장치(30)의 세부 구성으로는 각각 다른 형태로 수신되는 전력신호에 대하여, 새로이 타측의 코어를 통하여 또 다른 형태의 무선신호로 전력신호를 발신하기 위한 신호 변환 부재들이 구성될 것이다.

이러한 각각의 구성부재들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 이용될 수 있는 기술 구성이 적용되어 실시될 수 있음은 당연한 것이다.

이에 도 2에서와 같이 간단한 형태로 하여 공명전력변환장치(20) 및 공명전 력수신장치(30)가 구성될 수도 있으며, 나아가 도 3에서와 같이 전용 제어 구성을 통하여 변환정도가 제어될 수 있도록 다소 성능이 우수한 복잡한 구성으로 구성될 수도 있을 것이다. 물론 이러한 제어 기능을 탑재한 구성에 있어서는 미리 기 입력된 변환 설정값에 의하여 제어되어 변환될 수 있을 것이나, 유도전력전송장치(10)와 유·무선으로 연결될 수 있는 컴퓨터, 또는 공명전력변환장치(20)·공명전력수신장치(30)에 별도로 유선·무선으로 연결될 수 있는 제어장치 등에 의한 제어에 의하여 변환 정도·각각 발신되는 무선신호의 세기 정도 등이 제어될 수도 있을 것이다.

우선 그 일 실시예를 보이고 있는 도 2를 참조하여 설명하면, 상기 공명전력변환장치(20)는 상기 유도전력전송장치(10)에서 발신되는 유도자기장으로부터 유도기전력이 발생되도록 하기 위한 변환전력수신코어(23)가 일측에 구비되고, 상기 공명전력수신장치(30) 측으로 공명전력신호가 발신되도록 하기 위한 변환전력전송코어(27)가 타측에 구비되며, 상기 변환전력수신코어(23)와 변환전력전송코어(27) 사이에 병렬로 연결되는 변환공진커패시터(Cs)가 구비될 수 있을 것이다.

또한 상기 공명전력수신장치(30)는 상기 공명전력변환장치(20)에서 발신되는 공명전력신호로부터 전력신호를 수신받기 위한 공명전력수신코어(33)가 일측에 구비되고, 무선전력수신장치(40) 측으로 유도자기장이 발신되도록 하기 위한 유도전송코어(37)가 타측에 구비되며, 상기 공명전력수신코어(33)와 유도전송코어(37) 사이에 병렬로 연결되는 수신공진커패시터(Cd)가 구비될 수 있을 것이다.

그리고 도면에 도시되지 아니하였으나, 변환공진커패시터(Cs), 수신공진커패시터(Cd) 등의 기술과 함께 R-L-C 직병렬 공진형컨버터 등의 기술 구성이 응용되어 적용될 수 있음은 당연한 것이다.

따라서 유도전력전송장치(10)의 1차측전송코어(13)에서 발신된 유도자기장은 공명전력변환장치(20)의 변환전력수신코어(23) 측에서 유도전력으로 수신하게 되고, 이에 변환공진커패시터(Cs)에 의한 공진으로 변환전력전송코어(27)에서 공명전력신호로 전력신호가 발신되게 된다.

이러면 수 미터로 이격된 공면전력수신장치(30)의 공명전력수신코어(33)에서 수신받아 전력신호가 발생되게 되며, 따라서 수신공진커패시터(Cd)의 공진에 의하여 유도전송코어(37) 측에서 유도자기장이 발생되는 것이다.

이러한 유도자기장에 의하여 무선전력수신장치(40)의 2차측충전코어(43)에서 유도전력이 발생되고, 이러한 수신전력신호는 수신모듈(44)에서 변환처리된 후 무선전력수신제어부(42)(도 3의 무선전력수신장치 참조)의 제어에 의하여 충전모듈(45)을 통하여 배터리셀(41)에 전력이 충전되는 것이다. 물론 무선전력수신장치(40)의 배터리셀(41)에 충전된 전력은 별도로 구비될 수 있는 단자(미도시됨)에 의하여 휴대용 단말기 등에 전력이 이용될 수 있는 것이다. 그리고 휴대용단말기와 배터리팩이 일체로 연결되는 경우에는 전원공급회로에 의하여 휴대용단말기로 전력이 공급될 수 있을 것이다.

이때 유도전력전송장치(10)는 외부로부터 전력을 공급받거나 발전시스템 또는 거대한 충전장치에 의한 전력이 충전모듈(14)에 의하여 공급되고, 이러한 전력 은 유도전송제어부(12)(도 3의 도시사항을 참조)의 제어에 따라 프리 게이트 드라이버 등으로 구비될 수 있는 드라이버모듈(15)에 의하여 풀브릿지공진형컨버터 등으로 구비될 수도 있는 컨버터모듈(16)과 연결되는 1차측전송코어(13)에서 전력신호 전송을 위한 유도자기장이 발생되는 것이다.

따라서 비록 유도전력전송장치(10)에 의하여 짧은 거리의 장치에 전력신호가 발신되지만, 이러한 전력신호를 공명전력전송장치(B)의 공명전력변환장치(20) 및 공명전력수신장치(30) 등에 의하여 수 미터의 근거리에 위치될 수 있는 무선전력수신장치(40)에 전력신호를 전송할 수 있는 장점이 있는 것이다.

그리하여 최초 전력신호를 무선으로 발신되도록 하는 유도전력전송장치(10)는 입력전원의 연결부(예로 벽면의 콘센트) 등이 가까운 곳에 설치를 하고, 반면 이동이 가능한 휴대용 단말기 등은 직접 이용할 수 있는 수 미터의 위치에 위치된 상태에서 자유로이 충전이 가능하도록 하는 장점이 있는 것이다. 즉 충전중에 휴대전화기에 전화가 오더라도 기존의 방식에서는 충전중에는 콘센트 부근에 휴대전화기가 위치되기 때문에 전화가 오는지 알 수 없어 받을 수 없었으나, 본 발명에 의하면 공명전력전송장치(B)의 공명전력변환장치(20)를 벽면의 콘센트가 있는 유도전력전송장치(10)와 함께 있고, 반면 휴대전화기와 같은 휴대용 단말기 측의 무선전력수신장치(40) 측에는 공명전력전송장치(B)의 공명전력수신장치(30)가 위치되도록 하기 때문에, 충전 중에도 항상 휴대전화에 전화가 오는 것을 확인할 수 있어 통화가 가능하도록 하는 장점이 있는 것이다. 특히 하나의 유도전력전송장치(10)에 대하여 다수의 공명전력수신장치(30) 및 무선전력수신장치(40)가 구성될 수 있어 더 욱 효과적인 것이다.

이와 같이 구성될 수 있는 본 발명에 따른 무선공명전력충전시스템(A)에 따른 다른 실시예를 살펴보면 다음과 같다. 즉 도 3에서와 같이, 상기 공명전력변환장치(20)는 상기 유도전력전송장치(10)에서 발신되는 유도자기장으로부터 유도기전력이 발생되도록 하기 위한 변환전력수신코어(23)가 일측에 구비되고, 상기 공명전력수신장치(30) 측으로 공명전력신호가 발신되도록 하기 위한 변환전력전송코어(27)가 타측에 구비되며, 상기 변환전력수신코어(23)에서 발생되는 전력신호에 대하여 변환전력전송코어(27)에서 발신되는 공명전력신호로 전력신호가 발신하도록 하기 위한 변환컨버터부(26) 및 변환제어부(22) 등이 구비될 수 있을 것이다.

그리고 이러한 상기 공명전력변환장치(20)에는 상기 변환전력수신코어(23)로부터 전송되는 전력신호를 수신받아 신호처리하는 변환전력수신처리부(24); 상기 변환제어부(22)의 제어에 의하여 상기 변환전력전송코어(27)에서 공명전력신호가 발신되도록 하는 출력신호를 상기 변환전력전송코어(27) 측으로 전송하기 위한 변환컨버터부(26); 상기 변환제어부(22)의 제어에 의하여 무선발신되는 공명전력신호가 발신되도록 상기 변환컨버터부(26)측으로 신호를 전송하기 위한 전력신호변환처리부(25) 등이 함께 구비될 수 있을 것이다.

그리하여 공명전력변환장치(20)의 변환제어부(22)의 제어에 의하여, 유도전력전송장치(10)로부터 수신되는 전력신호를 변환하고, 변환된 전력신호를 변환전력전송코어(27) 측에서 무선의 전력신호를 발신하게 되는 것이다.

이와 함께 상기 공명전력수신장치(30)는 상기 공명전력변환장치(20)에서 발신되는 공명전력신호로부터 전력신호를 수신받기 위한 공명전력수신코어(33)가 일측에 구비되고, 무선전력수신장치(40) 측으로 유도자기장이 발신되도록 하기 위한 유도전송코어(37)가 타측에 구비되며, 상기 공명전력수신코어(33)에서 발생되는 전력신호에 대하여 유도전송코어(37)에서 발신되는 유도자기장에 의한 신호로 전력신호가 발신되도록 하기 위한 공명컨버터부(36) 및 공명수신제어부(32) 등이 구비될 수 있을 것이다.

그리고 이러한 상기 공명전력수신장치(30)에는 상기 변환전력전송코어(27)에서 발신되는 공명전력신호를 수신받는 상기 공명전력수신코어(33)로부터 신호를 전송받아 처리하는 공명수신신호처리부(34); 상기 공명수신제어부(32)의 제어에 의하여 상기 유도전송코어(37)에서 유도자기장의 전력신호가 발신되도록 하는 출력신호를 상기 유도전송코어(37) 측으로 전송하기 위한 공명컨버터부(36); 상기 공명수신제어부(32)의 제어에 의하여 무선발신되는 유도전력신호가 발신되도록 상기 공명컨버터부(36) 측으로 신호를 전송하기 위한 공명신호변환처리부(35) 등이 함께 구비될 수 있을 것이다.

물론 구체적으로 언급하지는 않았으나, 유도전력전송장치(10), 공명전력변환장치(20), 공명전력수신장치(30) 및 무선전력수신장치(40) 등에는, 각각 별도로 구비될 수 있는 유선 또는 무선의 통신단자가 구성될 수 있어, 별도로 구비될 수 있는 제어용 컴퓨터 등에 의하여 제어되거나 또는 실시간으로 상태에 대한 정보가 전송되도록 구비될 수도 있을 것이다.

그리고 자체적으로 발신되는 회로, 각각의 코어 등에서의 전류량 변화, 온도 변화 등을 센싱하여 이상이 발생하게 되면 에러신호를 발신하도록 하는 부재가 구비될 수도 있을 것이다. 또한 각각의 장치에는 개별 장치의 작동상태가 표시될 수 있는 엘씨디(LCD), 엘이디(LED) 등이 구비될 수 있어, 수신 상태, 전송상태, 정지상태 또는 에러상태 등을 사용자가 알 수 있도록 구비될 수도 있을 것이다.

나아가 유도전력전송장치(10), 공명전력변환장치(20), 공명전력수신장치(30), 및 무선전력수신장치(40) 등에는 고유 ID값이 저장되거나, 서로 신호송수신하는 주변 장치의 고유 ID값에 대한 데이터가 저장되도록 구비될 수 있어, 이들의 일정 인터벌을 두고 탐색하는 기능, 탐색된 기기가 정상 기기인지여부를 판별하는 기능, 각각 신호 송수신하는 장치 등의 전력 수신 및 전송률에 대한 탐색 기능 등 기본적으로 무선전력전송 기능 및 무선신호송수신 기능이 함께 부가되어 구비될 수도 있을 것이다. 이러한 기능은 유도전력전송장치를 비롯한 각 장치들의 작동이 안정적으로 이루어지도록 하기 위한 것으로, 기능들이 좀더 세분하여 부가되거나 일부 기능이 제외될 수 있음은 당연한 것이다.

이와 같이 구비될 수 있는 본 발명에 따른 무선공명전력충전시스템(A)의 실시예를 살펴보면 다음과 같다.

즉 도 4에는 도 3에서와 같이 구성될 수 있는 구성의 제어 흐름도로, 유도전력전송장치(10)와 근거리에 위치되는 무선전력수신장치(40)에 전원이 무선으로 충전되도록 전력신호를 발신하기 위한 공명전력전송장치(B)가 구비되는 무선공명전력 충전시스템(A)의 제어방법에 대한 일 실시예를 보이고 있다.

우선 개략적인 제어방법을 살펴보면, 상기 유도전력전송장치(10)의 유도전송제어부(12)의 제어에 의하여 1차측전송코어(13)에서 무선유도전력신호가 발신되도록 하는 1차유도전력신호 발신단계(S01)가 수행된다.

그리고 상기 1차유도전력신호 발신단계(S01)에 의하여 발신되는 유도자기장에 대하여, 공명전력변환장치(20)의 변환전력수신코어(23)를 통하여 유도전력신호를 수신받고, 상기 공명전력변환장치(20)의 변환제어부(22)의 제어에 의하여 신호변환처리된 후, 변환전력전송코어(27)를 통하여 공명전력발신신호가 발신되도록 하는 공명전력신호 발신단계(S02)가 수행되는 것이다.

따라서 유도전력전송장치(10)에서 발신되는 유도자기장의 전력신호는 공명전력전송장치(B)의 공명전력변환장치(20)에 의하여 공명전력신호로 변환되기 때문에, 수 미터 이내의 전력수신장치에 충전이 가능할 것이다.

그리고 상기 공명전력신호 발신단계(S02)에 의하여 발신되는 공명전력신호에 대하여, 공명전력수신장치(30)의 공명전력수신코어(33)를 통하여 공명전력신호를 수신받고, 상기 공명전력수신장치(30)의 공명수신제어부(32)의 제어에 의하여 신호변환처리된 후, 유도전송코어(37)를 통하여 유도자기장에 따른 무선전력신호가 발신되도록 하는 2차유도전력신호 발신단계(S03)가 수행되는 것이다.

따라서 상기 2차유도전력신호 발신단계(S03)에 의하여 발신되는 유도자기장에 따른 무선전력신호에 대하여, 무선전력수신장치(40)의 2차측충전코어(43)를 통하여 유도전력신호를 수신받아, 무선전력수신제어부(42)의 제어에 의하여 전력신호 가 처리된 후 배터리셀(41)에 전력이 충전되도록 하는 2차유도전력신호 수신단계(S04)가 수행되어, 충전기 등으로 될 수 있는 무선전력수신장치(40)에 충전이 가능한 것이다.

물론 본 발명의 수신장치의 예로는 배터리셀을 탑재한 충전장치를 예로 하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 휴대용단말기용 충전장치 뿐만 아니라, 탁상용 시계, 벽걸이 시계, 현광등, 탁상램프 등과 같은 저전력 소모 장치에 이용될 수 있을 것이며, 나아가 전력 전송량이 커지고 전송효율이 양호하게 구성되는 경우에는 컴퓨터, 노트북, 복사기, 팩스, 주방용품, 청소기, 등 가정용품 및 사무용품 등에도 적용되어 이용될 수도 있을 것이다.

이는 유도전력전송장치(10), 공명전력변환장치(20), 공명전력수신장치(30) 및 무선전력수신장치(40) 등의 구성에 있어서, 회로의 성능, 각 코어의 효율 및 크기, 증폭률에 대한 변환률 등에 의하여 사용될 수 있는 전력의 정도 및 제품의 이용 등이 정하여질 수 있을 것이다.

이러한 본 발명에 따른 전력전송 제어방법에 대한 세부구성을 살펴보면 다음과 같다.

우선 유도전력전송장치(10)에서의 1차유도전력신호 발신단계(S01)에 따르면, 외부로부터 공급될 수 있는 전원에 대하여 전원모듈에서 각 부재에 공급되기 위한 전원을 공급하고, 제어부의 제어에 의하여 유도자기장으로 발신될 수 있는 전력을 컨버터모듈(16)에 공급될 수 있는 것이다. 그리고 유도전송제어부(12)의 제어에 의 하여 프리 게이트 드라이버(Pre gate-driver) 등으로 구비될 수 있는 드라이버모듈(15)에 따라, 풀브릿지 공진형 컨버터 등으로 구비될 수 있는 컨버터모듈(16)에 연결되는 1차측전송코어(13)에서 유도자기장의 무선유도전력신호가 발신되는 것이다.

그리고 공명전력신호 발신단계(S02)에서는, 상기 1차유도전력신호 발신단계(S01)에 의하여 발신되는 유도자기장에 대하여, 공명전력전송장치(B)에 있어서, 공명전력변환장치(20)의 변환전력수신코어(23)를 통하여 유도전력신호를 수신받아, 수신된 유도전력신호를 변환전력수신처리부(24)에서 수신전력신호를 처리하는 1차유도전력신호 수신단계(S21)가 수행되는 것이다.

이와 같이 1차유도전력신호 수신단계(S21)에 의하여, 상기 공명전력변환장치(20)의 변환제어부(22)의 제어에 의하여, 전력신호변환처리부(25)에서 공명에 따른 신호로 발신하기 위하여 변환처리하는 공명신호컨버팅단계(S22)가 수행되는 것이다.

이러한 상기 공명신호컨버팅단계(S22) 이후, 상기 변환제어부(22)의 제어에 의하여 변환컨버터부(26)로부터 전송되는 신호에 대하여 변환전력전송코어(27)를 통하여 공명전력발신신호가 발신되도록 하는 공명전력신호 발신단계(S23)가 수행되는 것이다.

이에 발신되는 공명전력발신신호는 변환제어부(22)의 제어에 의하여 그 세기 및 파장 등이 결정되어 발신되는 것이다.

이후 2차유도전력신호 발신단계(S03)에 있어서, 상기 공명전력신호 발신단 계(S23)에 의하여 발신되는 공명전력신호에 대하여, 공명전력수신장치(30)의 공명전력수신코어(33)를 통하여 공명전력신호를 수신받아, 공명수신처리부(34)에서 수신전력신호를 처리하는 공명전력신호 수신단계(S31)가 수행되는 것이다.

그리고 상기 공명전력신호 수신단계(S31)에 의하여 수신된 공명전력신호에 대하여, 상기 공명전력수신장치(30)의 공명수신제어부(32)의 제어에 의하여, 공명신호변환처리부(35)에서 유도전력신호에 따른 신호로 변환처리한 하는 유도전력신호컨버팅단계(S32)가 수행되는 것이다.

또한 상기 유도전력신호컨버팅단계(S32) 이후, 상기 공명수신제어부(32)의 제어에 의하여 공명컨버터부(36)로부터 전송되는 신호에 대하여 유도전송코어(37)를 통하여 유도자기장에 따른 무선전력신호가 발신되도록 하는 2차유도전력신호 발신단계(S33)가 수행되는 것이다.

그리하여 최초 유도전력전송장치(10)에 의하여 유도자기장으로 발신되고, 이후 공명전력변환장치(20)에 의하여 공명전력신호로 발신되며, 또한 공명전력수신장치(30)에 의하여 다시 유도자기장으로 전력신호가 발신되기 때문에, 최초 유도전력전송장치(10)에서 발신되는 형태와 동일하다 할 것이다. 따라서 유도전력전송장치(10)에 적용되어 이용될 수 있는 휴대용 장치 또는 충전장치가 그대로 이용될 수 있는 것이다. 물론 유도전력전송장치(10)와는 수 미터 이상의 먼 거리에 이격된 상태에서도 안정적으로 전력신호를 수신하는 장점이 있는 것이다.

즉 상기 2차유도전력신호 발신단계(S33)에 의하여 발신되는 유도자기장에 따른 무선전력신호에 대하여, 무선전력수신장치(40)의 2차측충전코어(43)를 통하여 유도전력신호를 수신받아, 무선전력수신제어부(42)의 제어에 의하여 전력신호가 처리된 후 배터리셀(41)에 전력이 충전되도록 하는 2차유도전력신호 수신단계(S04)가 수행되는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 무선공명전력충전시스템(A)은 유도전력전송장치(10)와 충전하여 전력을 이용할 수 있는 무선전력수신장치(40)가 유도자기장에 의하여 전력전송이 이뤄지도록 하되, 서로 수 미터로 이격된 상태에서도, 공명전력전송신호로 변환되어 전송되기 때문에 먼거리로 이격된 상태에서도 안정적으로 전력신호를 서로 송수신할 수 있는 장점이 있는 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 무선공명전력충전시스템에 대한 개략적인 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 무선공명전력충전시스템에 대한 제1실시예의 구성도.

도 3은 본 발명에 따른 무선공명전력충전시스템에 대한 제2실시예의 구성도.

도 4는 본 발명에 따른 무선공명전력충전시스템에 대한 제2실시예의 제어흐름도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

A : 무선공명전력충전시스템 B : 공명전력전송장치

10 : 유도전력전송장치 12 : 유도전송제어부

13 : 1차측전송코어 14 : 전원모듈

15 : 드라이버모듈 16 : 컨버터모듈

20 : 공명전력변환장치 22 : 변환제어부

23 : 변환전력수신코어 24 : 변환전력수신처리부

25 : 전력신호변환처리부 26 : 변환컨버터부

27 : 변환전력전송코어

30 : 공명전력수신장치 32 : 공명수신제어부

33 : 공명전력수신코어 34 : 공명수신신호처리부

35 : 공명신호변환처리부 36 : 공명컨버터부

37 : 유도전송코어

40 : 무선전력수신장치 41 : 배터리셀

42 : 무선전력수신제어부 43 : 2차측충전코어

44 : 수신모듈 45 : 충전모듈

Claims (19)

1. 유도전력전송장치와 이격되어 위치되는 무선전력수신장치에 무선으로 전력신호가 전송되도록 하되 공명전력신호로 변환되어 전송되도록 하기 위한 공명전력전송장치가 구비되는 무선공명전력충전시스템에 있어서,

   상기 공명전력전송장치는 유도전력전송장치에서 발신되는 유도자기장을 수신받아 공명전력신호로 변환하여 발신하도록 하기 위한 공명전력변환장치; 및

   상기 공명전력변환장치에서 발신되는 공명전력신호를 수신받아 유도자기장으로 변환하여 발신하도록 하여 상기 무선전력수신장치에서 유도기전력으로 수신받아 충전되도록 하기 위한 공명전력수신장치가 포함되어 구비되는 것을 특징으로 하는 무선공명전력충전시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 공명전력변환장치는 상기 유도전력전송장치에서 발신되는 유도자기장으로부터 유도기전력이 발생되도록 하기 위한 변환전력수신코어가 일측에 구비되고, 상기 공명전력수신장치측으로 공명전력신호가 발신되도록 하기 위한 변환전력전송코어가 타측에 구비되며, 상기 변환전력수신코어에서 발생되는 전력신호에 대하여 변환전력전송코어에서 발신되는 공명전력신호로 전력신호가 발신하도록 하기 위한 변환컨버터부 및 상기 변환컨버터부를 제어하는 변환제어부가 포함되어 구비되는 것을 특징으로 하는 무선공명전력충전시스템.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 공명전력변환장치는,

   상기 변환전력수신코어로부터 전송되는 전력신호를 수신받아 신호처리하는 변환전력수신처리부;

   상기 변환제어부의 제어에 의하여 상기 변환전력전송코어에서 공명전력신호가 발신되도록 하는 출력신호를 상기 변환전력전송코어 측으로 전송하기 위한 변환컨버터부;

   상기 변환제어부의 제어에 의하여 무선발신되는 공명전력신호가 발신되도록 상기 변환컨버터부측으로 신호를 전송하기 위한 전력신호변환처리부가 포함되어 구비되는 것을 특징으로 하는 무선공명전력충전시스템.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 공명전력수신장치는 상기 공명전력변환장치에서 발신되는 공명전력신호로부터 전력신호를 수신받기 위한 공명전력수신코어가 일측에 구비되고, 무선전력수신장치측으로 유도자기장이 발신되도록 하기 위한 유도전송코어가 타측에 구비되며, 상기 공명전력수신코어에서 발생되는 전력신호에 대하여 유도전송코어에서 발신되는 유도자기장에 의한 신호로 전력신호가 발신되도록 하기 위한 공명컨버터부 및 상기 공명컨버터부를 제어하는 공명수신제어부가 포함되어 구비되는 것을 특징으로 하는 무선공명전력충전시스템.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 공명전력수신장치는,

   상기 공명전력변환장치의 변환전력전송코어에서 발신되는 공명전력신호를 수신받는 상기 공명전력수신코어로부터 신호를 전송받아 처리하는 공명수신신호처리부;

   상기 공명수신제어부의 제어에 의하여 상기 유도전송코어에서 유도전력신호가 발신되도록 하는 출력신호를 상기 유도전송코어측으로 전송하기 위한 공명컨버터부;

   상기 공명수신제어부의 제어에 의하여 무선발신되는 유도전력신호가 발신되도록 상기 공명컨버터부측으로 신호를 전송하기 위한 공명신호변환처리부가 포함되어 구비되는 것을 특징으로 하는 무선공명전력충전시스템.
6. 유도전력전송장치와 이격되어 위치되는 무선전력수신장치에 무선으로 전력신호가 전송되도록 하되 공명전력신호로 변환되어 전송되도록 하기 위한 공명전력전송장치가 구비되는 무선공명전력충전시스템에 있어서,

   상기 공명전력전송장치는 유도전력전송장치에서 발신되는 유도자기장을 수신받아 공명전력신호로 변환하여 발신하도록 하기 위한 공명전력변환장치;

   상기 공명전력변환장치에서 발신되는 공명전력신호를 수신받아 유도자기장으로 변환하여 발신하도록 하여 상기 무선전력수신장치에서 유도기전력으로 수신받아 충전되도록 하기 위한 공명전력수신장치가 포함되어 구비되어지되,

   상기 공명전력변환장치는 상기 유도전력전송장치에서 발신되는 유도자기장으로부터 유도기전력이 발생되도록 하기 위한 변환전력수신코어가 일측에 구비되고, 상기 공명전력수신장치측으로 공명전력신호가 발신되도록 하기 위한 변환전력전송코어가 타측에 구비되며, 상기 변환전력수신코어와 변환전력전송코어 사이에 병렬로 연결되는 변환공진커패시터가 구비되고,

   상기 공명전력수신장치는 상기 공명전력변환장치에서 발신되는 공명전력신호로부터 전력신호를 수신받기 위한 공명전력수신코어가 일측에 구비되고, 무선전력수신장치 측으로 유도자기장이 발신되도록 하기 위한 유도전송코어가 타측에 구비되며, 상기 공명전력수신코어와 유도전송코어 사이에 병렬로 연결되는 수신공진커패시터가 구비되는 것을 특징으로 하는 무선공명전력충전시스템.
7. 유도전력전송장치와 이격되어 위치되는 무선전력수신장치에 무선으로 전력신호가 전송되도록 하되 공명전력신호로 변환되어 전송되도록 하기 위한 공명전력전송장치가 구비되는 무선공명전력충전시스템의 제어방법에 있어서,

   유도전력전송장치의 유도전송제어부의 제어에 의하여 1차측전송코어에서 무선유도전력신호가 발신되도록 하는 1차유도전력신호 발신단계(S01);

   상기 1차유도전력신호 발신단계(S01)에 의하여 발신되는 유도자기장에 대하여, 상기 공명전력전송장치에 있어서, 공명전력변환장치의 변환전력수신코어를 통하여 유도전력신호를 수신받고, 상기 공명전력변환장치의 변환제어부의 제어에 의하여 신호변환처리된 후, 변환전력전송코어를 통하여 공명전력발신신호가 발신되도록 하는 공명전력신호 발신단계(S02);

   상기 공명전력신호 발신단계(S02)에 의하여 발신되는 공명전력신호에 대하여, 공명전력수신장치의 공명전력수신코어를 통하여 공명전력신호를 수신받고, 상기 공명전력수신장치의 공명수신제어부의 제어에 의하여 신호변환처리된 후, 유도전송코어를 통하여 유도자기장에 따른 무선전력신호가 발신되도록 하는 2차유도전력신호 발신단계(S03);

   상기 2차유도전력신호 발신단계(S03)에 의하여 발신되는 유도자기장에 따른 무선전력신호에 대하여, 무선전력수신장치의 2차측충전코어를 통하여 유도전력신호 를 수신받아, 무선전력수신제어부의 제어에 의하여 전력신호가 처리된 후 배터리셀에 전력이 충전되도록 하는 2차유도전력신호 수신단계(S04)가 포함되어 구비되는 것을 특징으로 하는 무선공명전력충전시스템의 제어방법.
8. 유도전력전송장치와 이격되어 위치되는 무선전력수신장치에 무선으로 전력신호가 전송되도록 하되 공명전력신호로 변환되어 전송되도록 하기 위한 공명전력전송장치가 구비되는 무선공명전력충전시스템의 제어방법에 있어서,

   유도전력전송장치의 유도전송제어부의 제어에 의하여 1차측전송코어에서 무선유도전력신호가 발신되도록 하는 1차유도전력신호 발신단계(S01);

   상기 1차유도전력신호 발신단계(S01)에 의하여 발신되는 유도자기장에 대하여, 공명전력전송장치에 있어서, 공명전력변환장치의 변환전력수신코어를 통하여 유도전력신호를 수신받고, 변환전력수신처리부에서 수신전력신호를 처리하는 1차유도전력신호 수신단계(S21);

   1차유도전력신호 수신단계(S21)에 의하여 수신된 유도전력신호에 대하여, 상기 공명전력변환장치의 변환제어부의 제어에 의하여, 전력신호변환처리부에서 공명에 따른 신호로 변환처리한 하는 공명신호컨버팅단계(S22);

   상기 공명신호컨버팅단계(S22) 이후, 상기 변환제어부의 제어에 의하여 변환컨버터부로부터 전송되는 신호에 대하여 변환전력전송코어를 통하여 공명전력발신신호가 발신되도록 하는 공명전력신호 발신단계(S23);

   상기 공명전력신호 발신단계(S23)에 의하여 발신되는 공명전력신호에 대하여, 공명전력수신장치의 공명전력수신코어를 통하여 공명전력신호를 수신받고, 공명수신처리부에서 수신전력신호를 처리하는 공명전력신호 수신단계(S31);

   상기 공명전력신호 수신단계(S31)에 의하여 수신된 공명전력신호에 대하여, 상기 공명전력수신장치의 공명수신제어부의 제어에 의하여, 공명신호변환처리부에서 유도전력신호에 따른 신호로 변환처리한 하는 유도전력신호컨버팅단계(S32);

   상기 유도전력신호컨버팅단계(S32) 이후, 상기 공명수신제어부의 제어에 의하여 공명컨버터부로부터 전송되는 신호에 대하여 유도전송코어를 통하여 유도자기장에 따른 무선전력신호가 발신되도록 하는 2차유도전력신호 발신단계(S33);

   상기 2차유도전력신호 발신단계(S33)에 의하여 발신되는 유도자기장에 따른 무선전력신호에 대하여, 무선전력수신장치의 2차측충전코어를 통하여 유도전력신호를 수신받아, 무선전력수신제어부의 제어에 의하여 전력신호가 처리된 후 배터리셀에 전력이 충전되도록 하는 2차유도전력신호 수신단계(S04)가 포함되어 구비되는 것을 특징으로 하는 무선공명전력충전시스템의 제어방법.
9. 유도 전력 전송 장치의 1차측 코어로부터 전력신호를 수신하기 위한 변환 전력 수신 코어;

   상기 전력 신호를 공명 전력신호로 전환하기 위한 변환 컨버터부;

   상기 공명 전력 신호를 공명 전력 수신 장치로 전송하기 위한 변환 전력 전송 코어; 및

   상기 변환 전력 수신 코어로부터 수신된 전력신호를 상기 변환 컨버터부를 제어하여 공명 전력 신호로 전환하도록 상기 변환 컨버터부를 제어하는 변환 제어부를 포함하는, 공명 전력 변환 장치.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 변환 전력 수신 코어는 상기 1차측 코어보다 그 Q값이 적어도 1.5배 이상 큰, 공명 전력 변환 장치.
11. 제 9 항에 있어서,

    상기 변환제어부에 의해 상기 변환 전력 수신코어부터의 전력 신호를 수신받아 신호 처리하는 변환 전력 수신 신호 처리부를 더 포함하는, 공명 전력 변환 장치.
12. 제 9 항에 있어서,

    상기 변환 제어부에 의해 상기 공명 전력 신호를 발신하도록 상기 변환 컨버터부측으로 신호를 전송하는 전력 신호 처리부를 더 포함하는, 공명 전력 전환 장치.
13. 제 9 항에 있어서,

    상기 변환 전력 수신 코어, 상기 변환 전력 전송 코어 및 상기 변환 컨버터부 중 적어도 하나의 상태 정보를 전송하기 위한 통신 단자를 더 포함하는, 공명 전력 전환 장치.
14. 제 13 항에 있어서,

    상기 통신 단자는, 외부 장치로부터 제어 명령을 수신하는, 공명 전력 전환 장치.
15. 공명 전력 전환 장치의 변환 전력 전송 코어로부터 공명 전력신호를 수신하기 위한 공명 전력 수신 코어;

    상기 공명 전력 신호를 유도 전력 신호로 전환하기 위한 출력신호를 발생시키는 공명 컨버터부;

    상기 유도 전력 신호를 무선 전력 수신장치로 전송하기 위한 유도 전송 코어; 및

    상기 공명 전력 수신 코어로부터 수신된 무선 전력신호를 상기 공명 컨버터부를 제어하여 전력 신호로 전환하는 공명 수신 제어부를 포함하는, 공명 전력 수신 장치.
16. 제 15 항에 있어서,

    상기 공명 수신 제어부에 의해 상기 공명 전력 수신코어부터의 공명 전력 신호를 수신받아 신호 처리하는 공명 수신 신호 처리부를 더 포함하는, 공명 전력 수신 장치.
17. 제 15 항에 있어서,

    상기 공명 수신 제어부에 의해 상기 유도 전력 신호를 발신하도록 상기 공명 컨버터부측으로 신호를 전송하는 공명 신호 변환 처리부를 더 포함하는, 공명 전력 수신 장치.
18. 제 15 항에 있어서,

    상기 공명 전력 수신 코어, 상기 공명 전송 코어 및 상기 공명 컨버터부 중 적어도 하나의 상태 정보를 전송하기 위한 통신 단자를 더 포함하는, 공명 전력 수신 장치.
19. 제 18 항에 있어서,

    상기 통신 단자는, 외부 장치로부터 제어 명령을 수신하는, 공명 전력 수신 장치.

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