KR101251436B1 - 무선 전력 공급 시스템, 무선 송전 장치, 및 무선 수전 장치 - Google Patents

무선 전력 공급 시스템, 무선 송전 장치, 및 무선 수전 장치 Download PDF

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Abstract

무선 전력 공급 시스템의 무선 송전 장치(1)에는, 가변 제어 가능한 공진 주파수 특성을 갖는 가변 공진 회로(100)를 갖고, 이 가변 공진 회로(100)를 통해 무선으로 전력을 송출하는 무선 송전부(10)가 설치되어 있다. 가변 공진 회로(100)는, 송전 제어부(13)에 의해 공진 주파수(f1 ~ f3)가 가변 제어된다. 무선 수전 장치(2A ~ 2C)의 각각에는, 서로 다른 고유 공진 회로(200A ~ 200C)를 갖는 무선 수전부(20)가 설치되어 있다. 무선 수전부(20)는, 고유 공진 회로(200A ~ 200C)가 가변 공진 회로(100)의 공진 주파수(f1 ~ f3)에 동조해서 자장 공명 모드가 생김으로써, 무선 송전부(10)로부터의 전력을 무선으로 수수(收受)한다.

Description

무선 전력 공급 시스템, 무선 송전 장치, 및 무선 수전 장치{WIRELESS POWER SUPPLY SYSTEM, WIRELESS POWER TRANSMISSION DEVICE, AND WIRELESS POWER RECEIVING DEVICE}
본 발명은, 소위 자장 공명 모드에 의해 무선으로 전력을 공급하는 무선 전력 공급 시스템, 그러한 무선 전력 공급 시스템에 이용되는 무선 송전 장치 및 무선 수전(受電) 장치에 관한 것이다.
무선에 의한 전력 공급 기술로서는, 전자 유도나 전파를 이용한 것을 대신하여, 특허문헌 1에 개시되는 바와 같이 자장 공명 모드를 이용한 기술이 최근 제안되어 있다. 이 자장 공명 모드에 의한 무선 전력 공급 기술에서는, 예를 들면 송전 장치에 공진 각(角)주파수(ω1)를 갖는 공진기를 설치함과 함께, 수전 장치에 공진 각주파수(ω2)를 갖는 공진기를 설치하고 있다. 공진기로서는, 코일과 콘덴서를 접속한 공진 회로가 적용된다. 이들 공진 각주파수(ω1, ω2)를 동조시키고, 공진기의 사이즈나 배치를 적당히 조정하면, 송전 장치와 수전 장치 사이에 에너지 전송 가능한 자장 공명 모드가 생기고, 송전 장치의 공진기로부터 수전 장치의 공진기로 무선에 의해 전력이 전해진다. 이러한 무선 전력 공급 기술에 의하면, 전력의 이용 효율(에너지 전송 효율)이 수십 % 정도로 되고, 장치간의 이간 거리도 비교적 크게 취할 수 있어, 송전 장치에 대하여 수전 장치를 수십 ㎝ 이상 떨어뜨릴 수 있다.
특표2009-501510호 공보
그러나, 자장 공명 모드를 이용하는 무선 전력 공급 기술에 있어서는, 송전 가능한 장치간의 이간 거리가 커짐으로써, 하나의 송전 장치의 주변에 복수의 수전 장치가 배치될 경우가 있다. 그 때, 이들 복수의 수전 장치에 대하여 동시에 전력을 공급하려고 해도, 각각의 수전 장치에 있어서 필요로 되는 전력과, 송전되는 전력이 다르게 될 경우가 있다. 이래서는, 전체로서의 송전 효율이 저하되게 된다.
예를 들면, 복수의 수전 장치가 균등하게 전력을 받았다고 해도, 손목 시계나 전자 계산기와 같이 소비 전력이 작은 장치와, 그들 장치에 비해 휴대 전화라고 하는 소비 전력이 큰 장치에서는, 필요한 전력이 다르기 때문에 효율적인 송전을 행할 수 없다. 즉, 휴대 전화에 대해 송전되야 할 전력이 손목 시계나 전자 계산기에 송전되게 되기 때문에, 휴대 전화에 대한 송전 효율이 저하한다.
복수의 휴대 전화에 전력을 공급할 경우에 있어서도, 동일한 문제가 생길 우려가 있다. 예를 들면, 충전이 완료해서 수신 대기 전력만 필요로 하는 장치와, 통화중으로 무선 전력을 필요로 하면서 또한 충전도 행해지는 장치에서는, 필요한 전력이 다르다. 이러한 경우도 또한, 전력을 보다 필요로 하는 장치에 대한 송전 효율이 저하한다.
복수의 수전 장치에 대한 송전 효율은, 각각의 장치의 특성뿐만 아니라, 송전 장치와 수전 장치의 거리나 송전 장치와 수전 장치의 자세에 따라서도 다르다. 예를 들면, 조작이 행해지고 있지 않은 휴대 전화로 충전이 필요한 장치와, 충전이 완료하고 통화중인 휴대 전화로 무선 전력이 필요한 장치가 있고, 이들 쌍방의 장치가 모두 거의 동일한 전력량을 필요로 하고 있을 경우를 상정한다. 이 때, 송전 효율에 적합한 거리 및 자세로 충전을 위해 정지하고 있는 장치와, 통화중에 의해 사용자에게 유지된 상태에 있는 장치에서는, 송전 효율에 차이가 생기게 된다.
즉, 상기 자장 공명 모드를 이용한 무선 전력 공급 기술에서는, 하나의 송전 장치로부터 복수의 수전 장치에 대하여 동시에 급전을 행할 경우, 모든 수전 장치에 있어서 동등한 에너지 전송 효율을 얻을 수 없고, 전체로서의 송전 효율에 있어서도 열화되는 난점이 있었다.
본 발명은, 상기한 사정에 의거해 생각해낸 것이며, 복수의 장치에 대하여 에너지 전송 효율을 저하시키지 않고 무선에 의해 전력을 효율적으로 공급할 수 있는 무선 전력 공급 시스템을 제공하는 것을 그 과제로 하고 있다. 또한, 본 발명은, 그러한 무선 전력 공급 시스템에 이용되는 무선 송전 장치, 및 무선 수전 장치를 제공하는 것을 그 과제로 하고 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에서는, 다음의 기술적 수단을 강구하고 있다.
본 발명에 따르면, 가변 제어 가능한 공진 주파수 특성을 갖는 가변 공진 회로를 갖고, 이 가변 공진 회로를 통해 무선으로 전력을 송출하는 무선 송전 장치와, 상기 가변 공진 회로의 공진 주파수 특성을 가변 제어하는 송전 제어부를 구비한 무선 전력 공급 시스템이 제공된다. 이 시스템에는, 서로 다른 고유한 공진 주파수 특성을 갖는 고유 공진 회로를 각각 갖고, 이 고유 공진 회로가 상기 가변 공진 회로의 공진 주파수에 동조해서 자장 공명 모드가 생김으로써, 상기 무선 송전 장치로부터의 전력을 무선으로 수수(收受)하는 복수의 무선 수전 장치가 포함된다.
도 1은 본 발명이 적용된 무선 전력 공급 시스템의 일 실시형태를 나타낸 구성도.
도 2는 도 1에 나타낸 무선 송전 장치의 동작 단계를 설명하기 위한 플로차트.
도 3은 도 1에 나타낸 무선 수전 장치의 동작 단계를 설명하기 위한 플로차트.
도 4는 본 발명이 적용된 무선 전력 공급 시스템의 다른 실시형태를 나타낸 구성도.
도 5는 도 4에 나타낸 무선 수전 장치의 동작 단계를 설명하기 위한 플로차트.
도 6은 도 4에 나타낸 무선 송전 장치의 동작 단계를 설명하기 위한 플로차트.
도 7은 본 발명이 적용된 무선 전력 공급 시스템의 다른 실시형태를 나타낸 구성도.
도 8은 도 7에 나타낸 무선 수전 장치의 동작 단계를 설명하기 위한 플로차트.
본 발명의 그 밖의 특징 및 이점은, 첨부된 도면을 참조해서 이하에 행하는 상세한 설명에 의해, 보다 명확해진다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태를 도면을 참조해서 구체적으로 설명한다.
도 1 내 도 3은 본 발명이 적용된 무선 전력 공급 시스템의 일 실시형태를 나타내고 있다. 본 실시형태의 무선 전력 공급 시스템은, 무선 송전 장치(1) 및 복수의 무선 수전 장치(2A ~ 2C)를 기본적인 구성 요소로서 구비하고 있다. 무선 송전 장치(1)에는, 전원(P)이 접속되어 있다. 전원(P)은, 예를 들면 상용 전원이다. 무선 수전 장치(2A ~ 2C)의 각각에는, 배터리(B1 ~ B3)가 접속되어 있다. 이들 배터리(B1 ~ B3)는, 예를 들면 노트북형 PC 혹은 이동체 통신 단말이라고 하는 전자 기기에 탑재된 것이며, 무선 수전 장치(2A ~ 2C)에 접속된 상태로 배터리로서의 기능을 달성한다.
무선 송전 장치(1)는 무선 송전부(10), 발진 회로(11), 전자(電磁) 유도 코일(12), 송전 제어부(13), 및 통신부(14)를 구비하고 있다. 전원(P)은 발진 회로(11)에 접속되어 있다. 발진 회로(11)에는, 전자 유도 코일(12)이 접속되고 있고, 이 전자 유도 코일(12)을 통해 무선 송전부(10)에 전력이 전해진다. 송전 제어부(13)는 무선 송전부(10), 발진 회로(11), 및 통신부(14)에 접속되어 있고, 이들 사이에서 각종의 신호를 주고받는다.
무선 송전부(10)는 공진 주파수를 가변 제어 가능한 가변 공진 회로(100)를 갖는다. 가변 공진 회로(100)에는, 중공 코어 형상의 송전 코일(Ct)과, 이 송전 코일(Ct)에 회로 접속 스위치(Sw)를 통해 선택적으로 접속되는 복수의 콘덴서(C1 ~ C3)가 포함된다. 가변 공진 회로(100)는, 회로 접속 스위치(Sw)를 통해 어느 한 하나의 콘덴서(C1 ~ C3)가 송전 코일(Ct)에 대하여 직렬로 접속됨으로써 폐회로로 된다. 송전 코일(Ct)에는, 전자 유도 코일(12)로부터 소정 주파수의 교류 전력이 공급된다. 각 콘덴서(C1 ~ C3)는 서로 다른 정전 용량(커패시턴스)을 갖는다. 이러한 송전 코일(Ct)의 인덕턴스를 L, 콘덴서(C1 ~ C3)의 커패시턴스를 동일한 부호의 C1 ~ C3이라 한다. 이 경우, 가변 공진 회로(100)는, 입력된 교류 전력의 주파수(f)가 f1=1/2π(LC1)1/2, f2=1/2π(LC2)1/2, f3=1/2π(LC3)1/2라고 하는 주파수(f1 ~ f3)에 일치하면 공진 상태로 된다. 이들 주파수(f1 ~ f3)가 가변 공진 회로(100)의 공진 주파수로 된다. 공진 상태에 있어서는, 콘덴서(C1 ~ C3) 내부의 전압에 의한 전장으로부터 송전 코일(Ct)을 흐르는 전류에 의한 자유 공간의 자장으로 에너지가 주기적으로 교환된다. 공진 상태의 송전 코일(Ct)에 대하여 동일한 공진 주파수 특성을 갖는 코일(후술하는 무선 수전 장치(2A ~ 2C)의 수전 코일(Cr))을 어느 정도 근접시키면, 송전 코일(Ct)로부터의 자장에 의해 근접한 코일이 공명한다. 이러한 자장에 의한 공명 현상을 자장 공명 모드라 칭한다. 자장 공명 모드에 있어서는, 송전 코일(Ct)을 흐르는 교류 전력이 근접한 코일로 무선으로 전해진다.
발진 회로(11)는, 예를 들면 콜피츠(Colpitts) 발진 회로라고 하는 가변 주파수 발진 회로이고, 가변 공진 회로(100)의 공진 주파수(f1 ~ f3)에 일치한 교류 전류를 전자 유도 코일(12)에 흘린다.
전자 유도 코일(12)은, 공진 주파수(f1 ~ f3)에 일치한 교류 전력을 가변 공진 회로(100)의 송전 코일(Ct)로 전자 유도에 의해 전한다. 이 전자 유도 코일(12)과 송전 코일(Ct)의 이간 거리는, 송전 코일(Ct)로부터 무선 수전 장치(2A ~ 2C)의 수전 코일(Cr)까지의 거리(예를 들면 수십 ㎝)에 비해 상당히 작으며, 예를 들면 1㎝ 정도이다. 이렇게, 가변 공진 회로(100)와 전자 유도 코일(12)을 전기적으로 분리함으로써, 가변 공진 회로(100)의 Q값을 높이는 것이 가능해진다. 이 Q값이란, 공진의 날카로움을 나타내는 지표이며, 코일의 순저항과 방사 저항에 의해 결정되고, 이들 값이 작을 수록 큰 Q값을 얻을 수 있다. 전자 유도 코일(12)은, 자장 공명을 이용하지 않고 전자 유도를 이용하기 때문에, 공진 주파수를 고려하지 않아도 된다. 따라서, 전자 유도 코일(12)에 대해서는, 이것에 접속된 발진 회로(11)에 의해 공진 주파수가 변화되는 것을 고려하지 않아도 된다. 이에 따라, 전자 유도 코일(12)을 이용할 경우에는, 발진 회로(11)의 설계 자유도를 향상시키는 것이 가능해진다. 또한, 송전 코일에 대해서는, 전자 유도 코일을 이용하지 않고 유선으로 교류 전력을 공급하게 해도 된다.
송전 제어부(13)는, 통신부(14)로부터의 지령에 따라 가변 공진 회로(100)의 회로 접속 스위치(Sw)를 동작시켜, 가변 공진 회로(100)의 공진 주파수(f1 ~ f3)를 가변 제어한다. 예를 들면 회로 접속 스위치(Sw)를 통해 콘덴서(C1)가 접속되면, 가변 공진 회로(100)의 공진 주파수가 f1로 되고, 콘덴서(C2)가 접속되면 공진 주파수가 f2로 되고, 콘덴서(C3)가 접속되면, 공진 주파수가 f3으로 된다. 이렇게 공진 주파수(f1 ~ f3)를 가변 제어할 때, 송전 제어부(13)는, 발진 회로(11)에 의해 생성되는 교류 주파수에 대해서도 공진 주파수(f1 ~ f3)와 일치시키도록 가변 제어한다. 이에 따라, 송전 코일(Ct)은 다른 공진 주파수(f1 ~ f3)에 따라 공진 상태가 변화시켜진다.
통신부(14)는, 후술하는 무선 수전 장치(2A ~ 2C)의 통신부(24)와의 사이에서 각종의 정보를 무선으로 주고받는다.
무선 수전 장치(2A ~ 2C)의 각각은 무선 수전부(20), 전원 회로(21), 전자 유도 코일(22), 및 통신부(24)를 구비하고 있다. 배터리(B1 ~ B3)는 전원 회로(21) 및 통신부(24)에 접속되어 있다. 전원 회로(21)에는, 전자 유도 코일(22)이 접속되어 있고, 이 전자 유도 코일(22)을 통해 무선 수전부(20)에 의해 수수한 전력이 전해진다. 무선 수전부(20)는, 무선 송전부(10)의 가변 공진 회로(100)와 마찬가지로 Q값을 높이기 위해서 전원 회로(21)와 직접 접속되어 있지 않다. 무선 수전부(20)에는, LC 공진 회로가 포함된다. 무선 수전부(20)는 전자 유도 코일(22)로부터의 전자 유도에 의해 전력이 취출된다. 무선 수전부(20)와 전자 유도 코일(22)은, 전자 유도에 의해 전력을 취출할 수 있는 정도의 근거리에 배치되어 있다.
무선 수전부(20)는, 무선 수전 장치(2A ~ 2C)마다 고유한 공진 주파수 특성을 갖는 고유 공진 회로(200A ~ 200C)를 갖는다. 고유 공진 회로(200A ~ 200C)의 각각에는, 중공 코어 형상의 수전 코일(Cr)과, 이 수전 코일(Cr)에 접속된 콘덴서(C1 ~ C3)가 포함된다. 수전 코일(Cr)은, 예를 들면 송전 코일(Ct)과 동일한 전기적 특성을 갖고, 본 실시형태에서는 수전 코일(Cr)의 인덕턴스가 송전 코일(Ct)과 동일한 L이다. 각 고유 공진 회로(200A ~ 200C)의 콘덴서(C1 ~ C3)는 서로 커패시턴스가 다르다. 이들 콘덴서(C1 ~ C3)도, 본 실시형태에서는 무선 송전 장치(1)에 있어서의 것과 동일한 전기적 특성을 갖고, 각각 동일한 부호로 나타나는 커패시턴스(C1 ~ C3)를 갖는다. 즉, 고유 공진 회로(200A ~ 200C)는, 무선 수전 장치(2A ~ 2C)마다 가변 공진 회로(100)에 의한 것과 동일한 공진 주파수(f1 ~ f3)를 갖는다.
또한, 여기에서 말하는 동일한 공진 주파수란, 완전한 동일을 의미하는 것이 아니다. 시뮬레이션 등에 있어서는, 복수의 공진 회로의 공진 주파수가 일치하는 경우는 있어도, 현실에 있어서는 복수의 공진 회로의 공진 주파수가 일치하는 경우는 없다. 따라서, 동일한 공진 주파수란, 실질적으로 동일한 주파수를 나타낸다. 이 실질적으로 동일한 범위는, 예를 들면 Q값에 의해 결정한다. 이 실질적으로 동일한 범위는, Q값이 높으면 높을수록 좁아지고, 그 반대로 Q값이 낮으면 넓어진다. 실질적으로 동일한 범위의 표준으로서는, 공진 점의 값이 반값으로 되는 주파수 범위(반값 폭)이다. 또는, 실질적으로 동일한 범위는, 목표로 하는 효율을 달성하는 주파수 범위이다. 다른 표현을 하면, 실질적으로 동일한 범위는, 코일을 떨어뜨린 위치 관계에서, 전자 유도보다 높은 효율로 전력을 전송할 수 있는 주파수 범위(소위 자장 공명 모드가 생기는 범위)이다. 또한, 이러한 주파수의 동일한 범위는 설명할 것까지도 없이, 당업자의 상식의 범위 내에서 결정할 사항이다. 그러나, 종종 당업자의 상식을 갖지 않는 기술자가 참조할 경우가 있다. 상기의 설명은 이러한 경우를 고려해서 기재하는 것이며, 이 설명에 의해 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
예를 들면, 무선 송전 장치(1)의 송전 코일(Ct)이 공진 주파수(f1)의 공진 상태에 있을 때, 이 송전 코일(Ct)에 대하여 예를 들면 수십 ㎝ 정도의 거리까지 무선 수전 장치(2A)의 수전 코일(Cr)을 근접시키면, 공진 주파수(f1)의 동조에 의해 자장 공명 모드가 생긴다. 이러한 자장 공명 모드가 생긴 상태에 있어서는, 송전 코일(Ct)로부터의 전력이 수전 코일(Cr)로 무선으로 전해져, 그 전력이 수전 코일(Cr)에 수수된다. 수전 코일(Cr)에 의해 수수된 전력은 전자 유도 코일(22)을 통해 전원 회로(21)에 받아들여진다. 이 때, 공진 주파수(f1)에 동조하지 않는 다른 무선 수전 장치(2B, 2C)와 무선 송전 장치(1) 사이에는, 자장 공명 모드가 생기지 않기 때문에, 무선 송전 장치(1)로부터의 전력이 전해지지 않는다. 무선 송전 장치(1)의 공진 주파수를 f2 혹은 f3으로 하고 무선 수전 장치(2B, 2C)의 공진 주파수(f2, f3)와 동조시킨 경우도, 마찬가지로 공진 주파수(f2, f3)가 동조한 무선 송전 장치(1)와 무선 수전 장치(2B, 2C) 사이에만 자장 공명 모드가 생긴다. 이에 따라, 공진 주파수(f1 ~ f3)가 동조한 무선 수전 장치(2A ~ 2C)에만 비교적 강한 자장 공명 모드가 생겨, 전력 공급이 필요한 무선 수전 장치(2A ~ 2C)에 대하여 선택적으로 무선으로 전력이 효율적으로 전해진다.
전원 회로(21)는, 전자 유도 코일(22)을 통해 받아들인 전력으로부터 배터리(B1 ~ B3)에 필요한 출력 전력을 생성한다.
전자 유도 코일(22)은, 수전 코일(Cr)로부터의 전력을 전원 회로(21)에 전자 유도에 의해 전한다. 이 전자 유도 코일(22)과 수전 코일(Cr)의 이간 거리는, 수전 코일(Cr)로부터 송전 코일(Ct)까지의 거리에 비해 상당히 작으며, 예를 들면 1㎝ 정도이다. 또한, 전원 회로와 수전 코일은, 전자 유도 코일을 이용하지 않고 유선으로 서로 접속하여, 수전 코일로부터의 전력을 전원 회로에 직접 받아들이게 해도 된다.
통신부(24)는, 무선 송전 장치(1)의 통신부(14)와의 사이에서 각종의 정보를 무선으로 주고받는다. 예를 들면 배터리(B1 ~ B3)의 충전 레벨이 소정의 기준 레벨 미만이 되면, 배터리(B1 ~ B3)의 제어 회로(도시 생략)로부터 통신부(24)에 충전 요구가 전해진다. 이 충전 요구에 따라 통신부(24)는, 무선 송전 장치(1)의 통신부(14)에 송전 요구를 발신한다. 이 때, 통신부(24)는, 송전에 필요한 공진 주파수(f1 ~ f3)에 관한 정보도 송전 요구와 함께 발신한다. 송전 요구처의 통신부(24)로부터 공진 주파수(f1 ~ f3)에 관한 정보를 받은 무선 송전 장치(1)의 통신부(14)는, 송전 제어부(13)에 송전 요구처의 공진 주파수(f1 ~ f3)를 전한다. 이에 따라, 무선 송전 장치(1)의 가변 공진 회로(100)는 송전 요구처의 공진 주파수(f1 ~ f3)에 동조된다.
무선 송전 장치(1) 및 무선 수전 장치(2A ~ 2C)는, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같은 동작 단계로 무선 송전 처리 및 무선 수전 처리를 실행한다.
우선, 도 2에 나타낸 바와 같이 무선 송전 장치(1)의 통신부(14)는, 통신 가능한 상대편으로서 무선 수전 장치(2A ~ 2C)를 확인한다(S1).
다음으로, 통신부(14)는 통신 가능한 무선 수전 장치(2A ~ 2C)로부터 송전 요구가 있는지의 여부를 감시한다(S2).
예를 들면, 하나의 무선 수전 장치(2A)로부터 송전 요구를 수신한 경우(S2:YES), 통신부(14)는 그 취지와 함께 무선 수전 장치(2A)의 공진 주파수(f1)를 송전 제어부(13)에 전한다. 이에 따라, 송전 제어부(13)는, 발진 회로(11)의 교류 주파수를 공진 주파수(f1)에 동조시킴과 함께, 공진 주파수(f1)에 대응하는 콘덴서(C1)를 선택하고 이것에 회로 접속 스위치(Sw)를 접속시킨다(S3). 이에 따라, 무선 송전부(10)의 송전 코일(Ct)은, 공진 주파수가 f1로 되는 공진 상태로 되고 송전을 개시한다(S4). 또한, 복수의 무선 수전 장치로부터 송전 요구가 있고, 이것을 중복해서 수신한 경우에는, 예를 들면 송전 요구의 수신 순서에 대응해야할 무선 수전 장치의 공진 주파수에 동조시켜도 되고, 혹은 시분할 처리에 의해 필요한 공진 주파수에 주기적으로 맞춰도 된다.
송전 개시 후, 통신부(14)는 상대편의 무선 수전 장치(2A)로부터 충전 완료 통지가 있는지의 여부를 감시한다(S5).
무선 수전 장치(2A)로부터 충전 완료 통지를 수신한 경우(S5:YES), 통신부(14)는, 다시 S2로 돌아가서 송전 요구가 있는지의 여부를 감시한다.
S5에 있어서, 무선 수전 장치(2A)로부터 충전 완료 통지를 수신하고 있지 않을 경우(S5:NO), 무선 수전 장치(2A)에 대하여 송전 계속 중에 있기 때문에, 통신부(14)는 무선 수전 장치(2A)로부터 충전 완료 통지를 수신할 때까지 그 감시를 계속한다.
S2에 있어서, 모든 무선 수전 장치(2A ~ 2C)로부터 송전 요구가 없을 경우(S2:NO), 무선 송전 장치(1)는, 발진 회로(11)의 동작을 정지시킨 뒤에 무선 송전 처리에 관한 일련의 동작을 종료한다. 무선 송전 처리의 동작 종료 후는, S1로 돌아가서 반복해서 일련의 동작이 실행된다. 또한, 다른 무선 수전 장치(2B, 2C)로부터 송전 요구가 있을 경우에 대해서도, 마찬가지로 무선 송전 처리에 관한 일련의 동작이 실행된다.
한편, 도 3에 나타낸 바와 같이 예를 들면 하나의 무선 수전 장치(2A)에 있어서는, 통신부(24)가 통신 가능한 상대편으로서 무선 송전 장치(1)를 확인한다(S11).
무선 송전 장치(1)가 확인된 경우, 통신부(24)는 배터리(B1)로부터 충전 요구가 있는지의 여부를 감시한다(S12).
배터리(B1)로부터 충전 요구를 받은 경우(S12:YES), 통신부(24)는, 무선 송전 장치(1)에 대하여 송전 요구를 발신함과 함께, 공진 주파수(f1)에 관한 정보를 무선 송전 장치(1)에 전한다(S13). 이에 따라, 무선 송전 장치(1)에 있어서는, 송전 개시의 준비가 행해지고(도 2의 S3), 준비 완료 후에 송전이 개시된다(도 2의 S4). 즉, 송전 요구를 발신한 무선 수전 장치(2A)와 무선 송전 장치(1) 사이에는, 공진 주파수(f1)의 동조에 의해 자장 공명 모드가 생기고, 무선 수전 장치(2A)가 수전을 개시하고 송전 코일(Ct)로부터 수전 코일(Cr)로 무선으로 전력이 전해진다(S14). 무선 수전 장치(2A)에 전해진 전력은, 수전 코일(Cr), 전자 유도 코일(22), 및 전원 회로(21)를 통해 배터리(B1)에 공급되고, 이에 의해 배터리(B1)의 충전이 행해진다. 이 때, 공진 주파수(f1)에 동조하지 않는 무선 수전 장치(2B, 2C)는, 무선 송전 장치(1)와의 사이에 자장 공명 모드가 생기지 않으므로, 전력이 불필요하게 전해지지 않는다.
수전 개시 후, 소정 시간을 경과해서 배터리(B1)의 충전이 완료하면(S15), 통신부(24)는 무선 송전 장치(1)에 대하여 충전 완료를 통지한다(S16). 이에 따라, 무선 수전 장치(2A)는 무선 수전 처리에 관한 일련의 동작을 종료한다. 무선 수전 처리의 동작 종료 후는, S11로 돌아가서 반복해서 일련의 동작이 실행된다.
S12에 있어서, 배터리(B1)로부터의 충전 요구가 없을 경우(S12:NO), 무선 수전 장치(2A)는 무선 수전 처리에 관한 동작을 종료한다. 또한, 다른 무선 수전 장치(2B, 2C)에 있어서도, 마찬가지로 무선 수전 처리에 관한 일련의 동작이 실행된다.
따라서, 본 실시형태의 무선 전력 공급 시스템에서는, 송전 요구가 이루어진 무선 수전 장치(2A ~ 2C)에 대하여 선택적으로 공진 주파수(f1 ~ f3)를 동조시켜, 비교적 강한 자장 공명 모드를 생기게 할 수 있다. 이에 따라, 필요한 무선 수전 장치(2A ~ 2C)에 대해서만 에너지 전송 효율이 향상시켜져, 무선 전력 공급에 따른 낭비의 전력 손실이 생기는 것이 억제되므로, 온디맨드(on demand) 방식에 의해 효율적으로 무선으로 전력을 공급할 수 있다.
도 4 내지 도 8은 본 발명이 적용된 무선 전력 공급 시스템의 다른 실시형태를 나타내고 있다. 또한, 전술한 실시형태에 의한 것과 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 부여하고 그 설명을 생략한다.
도 4에 나타낸 무선 전력 공급 시스템에 있어서, 무선 송전 장치(1)는 무선 송전부(10), 발진 회로(11), 전자 유도 코일(12), 송전 제어부(13), 및 통신부(14)를 구비하고 있다. 무선 송전부(10)는 소정의 공진 주파수(f)를 갖는 송전 공진 회로(100’)를 갖는다. 송전 공진 회로(100’)는 송전 코일(Ct)과 콘덴서(C)가 직렬로 접속된 폐회로이다. 송전 코일(Ct)은 인덕턴스(L)를 갖고, 콘덴서(C)는 동일한 부호의 커패시턴스(C)를 갖는다. 이 경우, 송전 공진 회로(100’)는, 입력된 교류 전력의 주파수가 f=1/2π(LC)1/2이라 하는 주파수(f)에 일치하면 공진 상태로 된다. 즉, 송전 공진 회로(100’)의 공진 주파수는 f이다.
발진 회로(11)는, 송전 공진 회로(100’)의 공진 주파수(f)에 일치한 교류 전류를 전자 유도 코일(12)에 흘린다.
전자 유도 코일(12)은, 공진 주파수(f)에 일치한 교류 전력을 송전 공진 회로(100’)의 송전 코일(Ct)에 전자 유도에 의해 무선으로 전한다.
송전 제어부(13)는, 통신부(14)로부터의 지령에 따라 발진 회로(11)에 의해 생성되는 교류 주파수를 공진 주파수(f)와 일치시키게 제어한다.
무선 수전 장치(2A ~ 2C)는, 동일한 구성 요소 및 전기적 특성을 갖고, 무선 수전부(20), 전원 회로(21), 전자 유도 코일(22), 통신부(24), 및 수전 제어부(25)를 구비하고 있다. 수전 제어부(25)는 무선 수전부(20) 및 통신부(24)에 접속되어 있다.
무선 수전부(20)는, 무선 송전 장치(1)의 송전 공진 회로(100’)와 동일한 공진 주파수 특성을 갖는 수전 공진 회로(200)를 갖는다. 즉, 수전 공진 회로(200)에는, 송전 코일(Ct)과 동일한 전기적 특성을 갖는 수전 코일(Cr)과, 이 수전 코일(Cr)에 회로 접속 스위치(Sw)를 통해 접속되는 콘덴서(C)가 포함된다. 콘덴서(C)는 송전 공진 회로(100’)의 콘덴서(C)와 동일한 전기적 특성을 갖는다. 수전 코일(Cr)은 인덕턴스(L)를 갖고, 콘덴서(C)는 동일한 부호의 커패시턴스(C)를 갖는다. 이러한 수전 공진 회로(200)는, 회로 접속 스위치(Sw)를 통해 콘덴서(C)와 수전 코일(Cr)이 직렬로 접속됨으로써 폐회로로 된다.
예를 들면, 무선 송전 장치(1)의 송전 코일(Ct)이 공진 주파수(f)의 공진 상태에 있고, 또한 하나의 무선 수전 장치(2A)에 있어서의 수전 공진 회로(200)를 폐회로로 한 뒤에 수전 코일(Cr)을 송전 코일(Ct)에 근접시키면, 공진 주파수(f)의 동조에 의해 자장 공명 모드가 생긴다. 이에 따라, 송전 코일(Ct)로부터의 전력은 수전 코일(Cr)에 무선으로 전해져, 그 전력이 수전 코일(Cr)에 수수된다. 수전 코일(Cr)에 의해 수수된 전력은, 전자 유도 코일(22)을 통해 전원 회로(21)에 받아들여진다. 이 때, 회로 접속 스위치(Sw)가 개방 상태로 수전 공진 회로(200)가 폐회로가 되어 있지 않은 다른 무선 수전 장치(2B, 2C)와 무선 송전 장치(1) 사이에는, 자장 공명 모드가 생기지 않는다. 즉, 회로 접속 스위치(Sw)가 개방 상태의 무선 수전 장치(2B, 2C)에는, 무선 송전 장치(1)로부터의 전력이 전해지지 않는다. 이들 무선 수전 장치(2B, 2C)에 있어서도 회로 접속 스위치(Sw)가 닫힌 상태로 된 경우에는, 공진 주파수(f)가 동조시켜지기 때문에, 무선 송전 장치(1)와의 사이에 자장 공명 모드가 생긴다. 이에 따라, 예를 들면 복수의 무선 수전 장치(2A, 2B, 2C)에 있어서의 회로 접속 스위치(Sw)가 모두 닫힌 상태일 경우, 이들 모두의 무선 수전 장치(2A, 2B, 2C)와의 사이에 자장 공명 모드가 생기고, 동시에 무선으로 전력이 전해진다.
통신부(24)는, 무선 송전 장치(1)의 통신부(14)에 송전 요구를 발신하는 것 외에, 수전 제어부(25)에 대하여 배터리(B1 ~ B3)로부터의 충전 요구나 충전 완료를 전한다.
수전 제어부(25)는, 통신부(24)로부터 충전 요구를 받으면, 그에 따라 수전 공진 회로(200)의 회로 접속 스위치(Sw)를 닫힌 상태로 한다. 이에 따라, 수전 공진 회로(200)는, 폐회로로 되고 송전 공진 회로(100’)의 공진 주파수(f)에 동조시켜진다. 한편, 통신부(24)로부터 충전 완료가 전해지면, 수전 제어부(25)는 수전 공진 회로(200)의 회로 접속 스위치(Sw)를 개방 상태로 한다. 이에 따라, 수전 공진 회로(200)는 공진 상태로부터 해제된다.
도 4에 나타낸 무선 수전 장치(2A ~ 2C) 및 무선 송전 장치(1)는, 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같은 동작 단계로 무선 수전 처리 및 무선 송전 처리를 실행한다.
우선, 도 5에 나타낸 바와 같이 예를 들면 하나의 무선 수전 장치(2A)에 있어서는, 통신부(24)가 무선 송전 장치(1)를 확인한다(S21).
무선 송전 장치(1)가 확인된 경우, 통신부(24)는 배터리(B1)로부터 충전 요구가 있는지의 여부를 감시한다(S22).
배터리(B1)로부터 충전 요구를 받은 경우(S22:YES), 통신부(24)는 그 취지를 수전 제어부(25)에 전한다. 이에 따라, 수전 제어부(25)는 회로 접속 스위치(Sw)를 닫힌 상태로 한다(S23).
그 후, 통신부(24)는 무선 송전 장치(1)에 대하여 송전 요구를 발신한다(S24). 이에 따라, 무선 송전 장치(1)에 있어서는, 송전이 개시된다. 즉, 송전 요구를 발신한 무선 수전 장치(2A)와 무선 송전 장치(1) 사이에는, 공진 주파수(f)의 동조에 의해 자장 공명 모드가 생기고, 무선 수전 장치(2A)가 수전을 개시하여 송전 코일(Ct)로부터 수전 코일(Cr)로 무선으로 전력이 전해진다(S25). 무선 수전 장치(2A)에 전해진 전력은, 수전 코일(Cr), 전자 유도 코일(22), 및 전원 회로(21)를 통해 배터리(B1)에 공급되고, 이에 따라 배터리(B1)의 충전이 행해진다. 이 때, 예를 들면 회로 접속 스위치(Sw)가 개방 상태에 있는 무선 수전 장치(2B, 2C)는, 무선 송전 장치(1)와의 사이에 자장 공명 모드가 생기지 않으므로, 전력이 불필요하게 전해지지 않는다. 무선 수전 장치(2B, 2C)의 회로 접속 스위치(Sw)가 닫힌 상태이면, 이들 무선 수전 장치(2B, 2C)에 대해서도 동시에 전력이 전해진다.
수전 개시 후, 소정 시간을 경과해서 배터리(B1)의 충전이 완료하면(S26), 통신부(24)는 무선 송전 장치(1)에 대하여 충전 완료를 통지한다(S27). 이 때, 통신부(24)는 수전 제어부(25)에 대해서도 충전 완료를 전한다.
그 후, 수전 제어부(25)는 회로 접속 스위치(Sw)를 개방 상태로 한다(S28). 이에 따라, 무선 수전 장치(2A)는 무선 수전 처리에 관한 일련의 동작을 종료한다. 무선 수전 처리의 동작 종료 후는, S21로 돌아가서 반복하여 일련의 동작이 실행된다.
S22에 있어서, 배터리(B1)로부터의 충전 요구가 없을 경우(S22:NO), 무선 수전 장치(2A)는 무선 수전 처리에 관한 동작을 종료한다. 또한, 다른 무선 수전 장치(2B, 2C)에 있어서도, 마찬가지로 무선 수전 처리에 관한 일련의 동작이 실행된다.
한편, 도 6에 나타낸 바와 같이, 무선 송전 장치(1)의 통신부(14)는 최초에 통신 가능한 상대편으로서 무선 수전 장치(2A ~ 2C)를 확인한다(S31).
다음으로, 통신부(14)는, 통신 가능한 무선 수전 장치(2A ~ 2C)로부터 송전 요구가 있는지의 여부를 감시한다(S32).
예를 들면, 하나의 무선 수전 장치(2A)로부터 송전 요구를 수신한 경우(S32:YES), 통신부(14)는 그 취지를 송전 제어부(13)에 전한다. 이에 따라, 송전 제어부(13)는 발진 회로(11)를 동작 상태로 하고, 교류 주파수를 공진 주파수(f)에 동조시킨다. 이에 따라, 무선 송전부(10)의 송전 코일(Ct)은 공진 상태로 되어 송전을 개시한다(S33). 또한, 복수의 무선 수전 장치로부터 송전 요구가 있고, 이것을 중복해서 수신한 경우도 동일하다. 따라서, 무선 송전 장치는, 송전 요구가 이루어진 모든 무선 수전 장치에 대하여 동시에 전력을 공급할 수 있다.
송전 개시 후, 통신부(14)는, 상대편의 무선 수전 장치(2A)로부터 충전 완료 통지가 있는지의 여부를 감시한다(S34).
무선 수전 장치(2A)로부터 충전 완료 통지를 수신한 경우(S34:YES), 통신부(14)는 다시 S32로 돌아가서 송전 요구가 있는지의 여부를 감시한다.
S34에 있어서, 무선 수전 장치(2A)로부터 충전 완료 통지를 수신하고 있지 않을 경우(S34:NO), 무선 수전 장치(2A)에 대하여 송전 계속 중에 있기 때문에, 통신부(14)는 무선 수전 장치(2A)로부터 충전 완료 통지를 수신할 때까지 그 감시를 계속한다.
S32에 있어서, 모든 무선 수전 장치(2A ~ 2C)로부터 송전 요구가 없을 경우(S32:NO), 무선 송전 장치(1)는, 발진 회로(11)의 동작을 정지시킨 뒤에 무선 송전 처리에 관한 일련의 동작을 종료한다. 무선 송전 처리의 동작 종료 후는, S31로 돌아가서 반복해서 일련의 동작이 실행된다. 또한, 다른 무선 수전 장치(2B, 2C)로부터 송전 요구가 있을 경우에 대해서도, 마찬가지로 무선 송전 처리에 관한 일련의 동작이 실행된다.
따라서, 도 4에 나타낸 무선 전력 공급 시스템에 의하면, 송전 공진 회로(100’)와 수전 공진 회로(200)의 구성상의 차이는 회로 접속 스위치(Sw)의 유무만이고, 이들 공진 회로(100’, 200)를 비교적 간단하고 거의 동일한 회로 구성으로 할 수 있다. 이러한 무선 전력 공급 시스템에 의해도, 온디맨드 방식에 의해 효율적으로 무선으로 전력을 공급할 수 있다.
또한, 도 4에 나타낸 무선 전력 공급 시스템의 변형예로서는, 복수의 무선 수전 장치로부터 동시에 송전 요구가 있을 경우에도, 그 중 하나에 한하여 회로 접속 스위치를 닫힌 상태로 해서, 항상 하나의 무선 수전 장치에만 전력을 공급하게 해도 된다. 그러한 경우, 무선 송전 장치는, 필요한 무선 수전 장치에 대하여 보다 효율적으로 전력을 공급할 수 있다.
도 7에 나타낸 무선 전력 공급 시스템은, 도 4의 무선 전력 공급 시스템에 대하여 송전 제어부 및 통신부를 배제한 것과 같은 시스템으로 되어 있다. 즉, 무선 송전 장치(1)는, 무선 송전부(10), 발진 회로(11), 및 전자 유도 코일(12)을 구비하고 있고, 항상 송전 공진 회로(100’)가 공진 주파수를 f로 한 공진 상태가 되어 있다. 이에 따라, 무선 송전 장치(1)는, 자장 공명 모드를 생기게 할 수 있는 무선 수전 장치(2A ~ 2C)가 부근에 존재하는지의 여부에 상관없이, 항상 전력을 공급할 수 있는 상태에 있다.
무선 수전 장치(2A ~ 2C)는, 동일한 구성 요소 및 전기적 특성을 가지며, 무선 수전부(20), 전원 회로(21), 전자 유도 코일(22), 및 수전 제어부(25)를 구비하고 있다. 수전 제어부(25)는 무선 수전부(20) 및 배터리(B1 ~ B3)에 접속되어 있다. 수전 제어부(25)는 배터리 잔량이 소정량 미만이 되면, 그에 따라 수전 공진 회로(200)의 회로 접속 스위치(Sw)를 닫힌 상태로 한다. 이에 따라, 수전 공진 회로(200)는, 폐회로로 되어서 송전 공진 회로(100’)와 동일한 공진 주파수(f)에 동조시켜진다. 배터리(B1 ~ B3)의 충전이 완료하면, 수전 제어부(25)는 수전 공진 회로(200)의 회로 접속 스위치(Sw)를 개방 상태로 한다. 이에 따라, 수전 공진 회로(200)는 공진 상태로부터 해제된다.
도 7에 나타낸 무선 수전 장치(2A ~ 2C)는, 도 8에 나타낸 바와 같은 동작 단계로 무선 수전 처리를 실행한다.
우선, 도 8에 나타낸 바와 같이 예를 들면 하나의 무선 수전 장치(2A)에 있어서는, 수전 제어부(25)가 배터리(B1)의 잔량을 감시하고 있다(S41).
배터리(B1)의 잔량이 소정량 미만이 되면(S41:YES), 수전 제어부(25)는 회로 접속 스위치(Sw)를 닫힌 상태로 한다(S42).
이 때, 무선 송전 장치(1)에 있어서는, 송전 코일(Ct)이 공진 상태에 있어서 항상 전력을 공급할 수 있는 상태에 있다. 그 때문에, 회로 접속 스위치(Sw)를 닫힌 상태로 한 직후, 무선 수전 장치(2A)에 있어서는, 송전 코일(Ct)의 공진 주파수(f)와 동조함으로써 수전 코일(Cr)이 공진 상태로 되어, 자장 공명 모드에 의한 수전이 개시한다(S43). 이에 따라, 수전 코일(Cr)에는, 송전 코일(Ct)로부터의 전력이 무선으로 전해진다. 무선 수전 장치(2A)에 전해진 전력은, 수전 코일(Cr), 전자 유도 코일(22), 및 전원 회로(21)를 통해 배터리(B1)에 공급되고, 이에 따라 배터리(B1)의 충전이 행해진다. 이 때, 예를 들면 도 7에 나타낸 바와 같이 회로 접속 스위치(Sw)가 닫힌 상태에 있는 무선 수전 장치(2B)에도 마찬가지로 자장 공명 모드가 생겨서 전력이 동시에 전해진다. 한편, 회로 접속 스위치(Sw)가 개방 상태에 있는 무선 수전 장치(2C)에 있어서는, 수전 공진 회로(200)가 폐회로가 되어 있지 않으므로 공진 형태가 되지 않아, 무선 송전 장치(1)로부터 전력이 전해지지 않는다.
수전 개시 후, 소정 시간을 경과해서 배터리(B1)의 충전이 완료하면(S44), 수전 제어부(25)는 회로 접속 스위치(Sw)를 개방 상태로 한다(S45). 이에 따라, 무선 수전 장치(2A)는 무선 수전 처리에 관한 일련의 동작을 종료한다. 무선 수전 처리의 동작 종료 후는, S41로 돌아가서 반복해서 일련의 동작이 실행된다.
S41에 있어서, 배터리(B1)의 잔량이 소정량 이상 있을 경우(S41:NO), 무선 수전 장치(2A)에 있어서는, 수전 제어부(25)가 회로 접속 스위치(Sw)를 개방 상태로 한 뒤에 무선 수전 처리에 관한 동작을 종료한다. 또한, 다른 무선 수전 장치(2B, 2C)에 있어서도, 마찬가지로 무선 수전 처리에 관한 일련의 동작이 실행된다.
따라서, 도 7에 나타낸 무선 전력 공급 시스템에 의하면, 무선 송전 장치(1) 및 무선 수전 장치(2A ~ 2C)에 통신 기능이 요구되지 않게 됨으로써 보다 간단한 회로 구성으로 할 수 있다. 이러한 무선 전력 공급 시스템에서는, 통신 기능이 없어도 전력을 필요로 하는 무선 수전 장치(2A ~ 2C)의 상황에 따라 효율적으로 무선으로 전력을 공급할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기의 실시형태에 한정되는 것은 아니다.
상기 실시형태에서 나타낸 구성은, 어디까지나 일례에 지나지 않고, 사양에 따라 적당하게 설계 변경하는 것이 가능하다.
코일간에 자장 공명 모드를 생기게 할 때는, 이들 코일 축을 가능한 한 동축상에서 배치하는 것이 바람직하다. 그를 위해, 예를 들면 전력 공급에 관여하는 코일에 대해서는, 그 방향을 예를 들면 자세 제어 장치에 의해 강제적으로 변화시키게 해도 된다.
도 1에 대응하는 무선 전력 공급 시스템의 변형예로서는, 복수의 콘덴서를 설치하는 대신에 가변 용량 콘덴서를 설치해도 된다. 공진 주파수를 가변 제어하기 위한 구성으로서는, 코일의 리액턴스를 변화시키는 구성으로 해도 된다.
도 4 및 도 7에 대응하는 무선 전력 공급 시스템의 변형예로서는, 일정 용량의 콘덴서를 설치하는 대신에, 코일에 어느 정도의 부유 용량이 존재하면, 특별히 콘덴서를 설치하지 않아도 된다. 이 코일의 부유 용량에 의해 원하는 공진 주파수 특성을 얻을 수 있기 때문이다.
무선 수전 장치에는, 배터리에 한하지 않고 전자 기기를 직접 접속하게 해도 된다.
전원 회로, 통신부, 수전 제어부는 배터리 보호 회로 등을 포함하는 배터리 보호 LSI에 조립해도 된다. 그 경우, 배터리 보호 LSI는, 수전 공진 회로나 AC-DC 컨버터에서 필요한 인덕턴스나 커패시턴스와 함께 조합시켜서 사용함으로써, 무선 수전 장치를 실현할 수 있다.
무선 수전 장치의 통신부는, 무선 송전 장치의 통신부와의 사이에 있어서의 통신에 한하지 않고, 예를 들면 수전 공진 회로로부터 얻어지는 전압 혹은 전류에 의거해서 다른 무선 수전 장치의 수전 상황을 취득하게 해도 된다. 혹은, 통신부는, 무선 수전 장치끼리 통신을 행함으로써, 다른 무선 수전 장치의 수전 상황을 취득하게 해도 된다.
1 : 무선 송전 장치
2A, 2B, 2C : 무선 수전 장치
10 : 무선 송전부
11 : 발진 회로
12 : 전자 유도 코일
13 : 송전 제어부
14 : 통신부
20 : 무선 수전부
21 : 전원 회로
22 : 전자 유도 코일
24 : 통신부
25 : 수전 제어부
100 : 가변 공진 회로
200A, 200B, 200C : 고유 공진 회로
f1, f1, f3 : 공진 주파수
P : 전원
Ct : 송전 코일
Cr : 수전 코일
B1, B2, B3 : 배터리

Claims (10)

  1. 가변 제어 가능한 공진 주파수 특성을 갖는 가변 공진 회로를 갖고, 상기 가변 공진 회로를 통해 무선으로 전력을 송출하는 무선 송전 장치와,
    서로 다른 고유한 공진 주파수 특성을 갖는 고유 공진 회로를 각각 갖고, 상기 고유 공진 회로가 상기 가변 공진 회로의 공진 주파수에 동조해서 자장 공명 모드가 생김으로써, 상기 무선 송전 장치로부터의 전력을 무선으로 수수(收受)하는 복수의 무선 수전 장치와,
    상기 복수의 무선 수전 장치 중 적어도 하나의 무선 수전 장치로부터 송신된 공진 주파수의 정보를 수신하고, 수신한 상기 공진 주파수의 정보를 송전 제어부에 전달하는 통신부와,
    상기 통신부로부터 전달된 상기 공진 주파수의 정보에 따라, 상기 가변 공진회로의 공진 주파수 특성을 가변 제어하는 송전 제어부를 구비하고 있는 무선 전력 공급 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 가변 공진 회로는, 송전 코일과, 상기 송전 코일에 대해서 선택적으로 접속되는 다른 정전 용량의 복수의 콘덴서를 갖고, 상기 송전 제어부는 상기 송전 코일에 대한 상기 복수의 콘덴서의 접속을 선택적으로 제어하는 무선 전력 공급 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 고유 공진 회로의 각각은, 서로 다른 정전 용량의 콘덴서와 상기 콘덴서에 접속된 수전 코일을 갖는 무선 전력 공급 시스템.
  4. 소정의 공진 주파수 특성을 갖는 송전 공진 회로를 갖고, 상기 송전 공진 회로를 통해 무선으로 전력을 송출하는 무선 송전 장치와,
    상기 송전 공진 회로와 동일한 공진 주파수 특성을 갖는 수전 공진 회로를 각각 갖고, 상기 수전 공진 회로가 상기 송전 공진 회로의 공진 주파수에 동조해서 자장 공명 모드가 생김으로써, 상기 무선 송전 장치로부터의 전력을 무선으로 수수 하는 복수의 무선 수전 장치와,
    상기 무선 수전 장치마다 상기 수전 공진 회로의 회로 접속 상태를 온오프 제어하는 수전 제어부와,
    상기 무선 수전 장치 마다 상기 수전 공진 회로를 통해 수수한 전력을 축적하는 배터리와,
    상기 무선 송전 장치와 상기 복수의 무선 수전 장치 사이에서 상기 배터리의 축전(蓄電) 상황을 주고받는 통신부를 구비하고,
    상기 무선 송전 장치는 상기 통신부로부터의 지령에 따라 전력의 송출을 개시함과 함께, 상기 수전 제어부는 상기 통신부로부터의 지령에 따라 상기 무선 수전 장치마다 상기 수전 공진 회로의 회로 접속 상태를 온오프 제어하는 무선 전력 공급 시스템.
  5. 삭제
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 무선 수전 장치마다 상기 수전 공진 회로를 통해 수수한 전력을 축적하는 배터리를 구비하고 있고, 상기 수전 제어부는, 상기 무선 수전 장치마다 상기 배터리의 축전 상황에 따라 상기 수전 공진 회로의 회로 접속 상태를 온오프 제어하는 무선 전력 공급 시스템.
  7. 전력을 자계 에너지로서 송출 가능한 송전 코일을 포함하는 가변 공진 회로를 갖고, 상기 가변 공진 회로가 제 1 주파수 및 제 2 주파수로 공진하는 특성을 갖고, 공진 상태의 상기 송전 코일로부터 자계 에너지를 송출하는 무선 송전부와,
    자계 에너지를 받아들이기 가능한 제 1 수전 코일을 포함하는 제 1 수전 공진 회로를 갖고, 상기 제 1 수전 공진 회로가 상기 제 1 주파수로 공진하는 특성을 갖고, 상기 송전 코일에 공명해서 공진 상태로 된 상기 제 1 수전 코일에 의해 자계 에너지를 전력으로서 수수하는 제 1 무선 수전부와,
    자계 에너지를 받아들이기 가능한 제 2 수전 코일을 포함하는 제 2 수전 공진 회로를 갖고, 상기 제 2 수전 공진 회로가 상기 제 2 주파수로 공진하는 특성을 갖고, 상기 송전 코일에 공명해서 공진 상태로 된 상기 제 2 수전 코일에 의해 자계 에너지를 전력으로서 수수하는 제 2 무선 수전부와,
    상기 제 1 및 제 2 무선 수전부 중 적어도 하나의 무선 수전부로부터 송신된 공진 주파수의 정보를 수신하고, 수신한 상기 공진 주파수의 정보를 송전 제어부에 전달하는 통신부와,
    상기 통신부로부터 전달되는 상기 공진 주파수의 정보에 따라 상기 가변 공진 회로의 공진 특성을 상기 제 1 주파수 또는 제 2 주파수로 가변 제어하는 송전 제어부를 구비하고 있는 무선 전력 공급 시스템.
  8. 삭제
  9. 가변 제어 가능한 공진 주파수 특성을 갖는 가변 공진 회로와,
    복수의 무선 수전 장치 중 적어도 하나의 무선 수전 장치로부터 송신된 공진 주파수의 정보를 수신하고, 수신한 상기 공진 주파수의 정보를 송전 제어부에 전달하는 통신부와,
    상기 통신부로부터 전달된 상기 공진 주파수의 정보에 따라 상기 가변 공진 회로의 공진 주파수 특성을 가변 제어하고, 그 공진 주파수를 상기 적어도 하나의 무선 수전 장치의 공진 주파수에 동조시켜서 자장 공명 모드를 생기게 함으로써, 상기 가변 공진 회로를 통해 무선으로 전력을 송출시키는 송전 제어부를 구비하고 있는 무선 송전 장치.
  10. 송전측에 따른 공진 주파수 특성을 갖고, 상기 송전측으로부터의 전력을 무선으로 수수하는 수전 공진 회로와,
    상기 수전 공진 회로를 통해 수수한 전력을 축적하는 배터리와,
    상기 배터리의 축전 상황에 따라 상기 수전 공진 회로의 회로 접속 상태를 온오프 제어하고, 회로 접속 상태 온에 의해 상기 수전 공진 회로의 공진 주파수를 송전측의 공진 주파수에 동조시켜 자장 공명 모드를 생기게 함으로써, 상기 송전측으로부터의 전력을 무선으로 수수시키는 수전 제어부와,
    상기 송전측과 수전 제어부 사이에서 상기 배터리의 축전 상황을 주고받는 통신부를 구비하고,
    상기 통신부로부터의 지령에 따라 상기 송전측으로부터 전력의 송출이 개시됨과 함께, 상기 수전 제어부는 상기 통신부로부터의 지령에 따라 상기 수전 공진 회로의 회로 접속 상태를 온오프 제어하는 무선 수전 장치.
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